DE69724739T2 - Method for generating background noise during discontinuous transmission - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Sprachkommunikation, und spezieller betrifft sie diskontinuierliche Übertragung (DTX) und die Verbesserung der Qualität von Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN = comfort noise) während diskontinuierlicher Übertragung.The invention relates generally the field of voice communication, and more particularly concerns it discontinuous transmission (DTX) and improving the quality of background calming noise (CN = comfort noise) during discontinuous transmission.

Diskontinuierliche Übertragung wird in Mobilkommunikationssystemen dazu verwendet, den Funkübertrager während Sprechpausen abzuschalten. Die Verwendung von DTX spart in der Mobilstation Energie ein, und es wird die Zeit erhöht, die zwischen Batterie-Neuladevorgängen benötigt wird. Es wird auch der allgemeine Störsignalpegel verringert und dadurch die Übertragungsqualität verbessert.Discontinuous transmission is used in mobile communication systems, the radio transmitter while Switch off pauses. The use of DTX saves in the mobile station Energy and increase the time required between battery recharges. It also becomes the general noise level reduced, thereby improving the transmission quality.

Jedoch verschwindet in Sprachpausen das Hintergrundrauschen, wie es mit der Sprache übertragen wird, ebenfalls, wenn der Kanal vollständig abgeschaltet wird. Das Ergebnis ist ein unnatürlich klingendes Audiosignal (Ruhe) am Empfangsende der Kommunikation.However, disappears in language breaks the background noise, as it is transmitted with the speech, also when the channel is complete is switched off. The result is an unnatural sounding audio signal (Quiet) at the end of communication reception.

In der Technik ist es bekannt, anstatt die Übertragung während Sprechpausen vollständig abzuschalten, Parameter zu erzeugen, die das Hintergrundrauschen charakterisieren und diese Parameter in Silence-Descriptor(SID)-Rahmen mit niedriger Rate über die Luftschnittstelle zu senden. Diese Parameter werden auf der Empfangsseite dazu verwendet, Hintergrundrauschen zu regenerieren, das, so gut wie möglich, den spektralen und zeitlichen Inhalt des Hintergrundrauschens auf der Sendeseite widerspiegelt. Diese das Hintergrundrauschen kennzeichnenden Parameter werden als Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN) bezeichnet. Die Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen beinhalten typischerweise eine Untergruppe von Sprachcodierparametern: insbesondere Synthesefilterkoeffizienten und Verstärkungsparameter.It is known in the art instead the transfer while Breaks completely turn off to generate parameters that the background noise and characterize these parameters in silence descriptor (SID) frames at a low rate over to send the air interface. These parameters are on the Receiving side used to regenerate background noise, that, as best as possible, the spectral and temporal content of the background noise on the Broadcast side reflects. This characterizes the background noise Parameters are used as parameters for Background calming noise (CN). The parameters for background calming noise typically include a subset of speech coding parameters: in particular synthesis filter coefficients and gain parameters.

Es ist jedoch zu beachten, dass bei einigen Bewertungsschemas für Hintergrund-Beruhigungsrauschen bei einigen Sprachcodecs ein Teil der Parameter des Hintergrund-Beruhigungsrauschens aus Sprachcodierparametern hergeleitet wird, während andere Parameter des Hintergrund-Beruhigungsrauschens z. B. aus Signalen hergeleitet werden, die im Sprachcodierer verfügbar sind, jedoch nicht über die Luftschnittstelle übertragen werden.However, it should be noted that at some rating schemes for Background soothing noise in some speech codecs is a part the parameter of the background calming noise from speech coding parameters is derived while other background noise parameters, e.g. B. from Signals are derived which are available in the speech encoder, however not over transmit the air interface become.

Bei bekannten DTX-Systemen wird angenommen, dass die Erregung ausreichend gut spektral flaches Rauschen (d. h. weißes Rauschen) angenähert werden kann. Bei bekannten DTX-Systemen wird das Hintergrund-Beruhigungsrauschen dadurch erzeugt, dass örtlich erzeugtes, spektral flaches Rauschen durch ein Sprachcodierer-Synthesefilter geschickt wird. Jedoch können derartige Sequenzen mit weißem Rauschen kein Hintergrund-Beruhigungsrauschen hoher Qualität erzeugen. Dies, da die optimalen Erregungssequenzen nicht spektral flach sind, sondern sie können über eine spektrale Verkippung oder noch eine größere Abweichung von flachen Spektralcharakteristiken zeigen. Abhängig vom Typ des Hintergrundrauschens können die Spektren der optimalen Erregungssequenzen z. B. über Tiefpass- oder Hochpasscharakteristik verfügen. Wegen dieser Fehlanpassung zwischen zufälliger Erregung und korrekter oder optimaler Erregung hört sich das auf der Empfangsseite erzeugte Hintergrund-Beruhigungsrauschen anders als das Hintergrundrauschen auf der Sendeseite an. Das erzeugte Hintergrund-Beruhigungsrauschen kann z. B. deutlich "heller" oder "dunkler" klingen, als es der Fall sein sollte. Während DTX ändert sich so der spektrale Inhalt des Hintergrundrauschens zwischen aktiver Sprache (d. h. Sprachcodierung ein) und Sprachpausen (d. h. Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen ein). Dieser hörbare Unterschied im Hintergrund-Beruhigungsrauschen führt zu einer Verringerung der Übertragungsqualität, die vom Benutzer wahrgenommen werden kann.Known DTX systems assume that the excitation is sufficiently good spectrally flat noise (i.e. H. white Noise) approximated can be. In known DTX systems, the background calming noise generated by that locally generated spectrally flat noise by a speech encoder synthesis filter is sent. However, can such sequences with white Noise does not produce high quality background calming noise. This is because the optimal excitation sequences are not spectrally flat, but you can use a spectral tilt or even a larger deviation from flat ones Show spectral characteristics. Depending on the type of background noise can the spectra of the optimal excitation sequences z. B. via low-pass or high-pass characteristics. Because of this mismatch between random arousal and correct one or optimal excitement the background calming noise generated on the receiving side other than the background noise on the transmit side. The generated Background calming noise can e.g. B. sound clearly "lighter" or "darker" than it should be the case. While DTX changes the spectral content of the background noise between active Speech (i.e. speech encoding on) and speech pauses (i.e. generation background calming noise). This audible difference in the background calming noise leads to a reduction in the transmission quality by the User can be noticed.

In Sprachcodiersystemen, wie den Sprachkanälen mit voller Rate (FR), halber Rate (HR) und angehobener voller Rate (EFR) im GSM-System, werden die Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen mit niedriger Rate übertragen. Z. B. beträgt in den FR- und EFR-Kanälen diese Rate nur einmal pro jeweils 24 Rahmen (d. h. alle 480 Millisekunden). Dies bedeutet, dass Parameter zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen nur ungefähr zweimal pro Sekunde aktualisiert werden. Diese niedrige Übertragungsrate kann die spektralen und zeitlichen Eigenschaften des Hintergrundrauschens nicht genau repräsentieren, und daher ist während DTX eine gewisse Beeinträchtigung in der Qualität des Hintergrundrauschens unvermeidlich.In speech coding systems like that voice channels at full rate (FR), half rate (HR) and raised full rate (EFR) in the GSM system, the parameters for background calming noise transmitted at a low rate. E.g. in the FR and EFR channels this rate only once every 24 frames (i.e. every 480 milliseconds). This means that parameters for background calming noise just approximately updated twice a second. This low transfer rate can change the spectral and temporal characteristics of the background noise not exactly represent and therefore is during DTX a certain impairment in quality background noise inevitable.

Ein weiteres Problem, wie es während DTX in digitalen Zellensystemen, wie GSM, auftritt, steht mit der Überhangsperiode einiger weniger Sprachrahmen in Zusammenhang, die nach einem Sprachburst und vor dem tatsächlichen Über tragungsende eingeführt wird. Wenn der Sprachburst unter einer gewissen Schwellendauer liegt, kann er als Spitze im Hintergrundrauschen interpretiert werden, und in diesem Fall folgt dem Sprachburst keine Überhangsperiode. Die Überhangsperiode wird dazu verwendet, einen Schätzwert für die Charakteristik des Hintergrundrauschens auf der Sendeseite abzuschätzen, wie sie in einer Parametermeldung für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen (oder einem Silence-Descriptor(SID)-Rahmen) auf die Empfangsseite zu senden ist, bevor der Sendevorgang endet. Wie oben beschrieben, wird der gesendete Schätzwert für das Hintergrundrauschen auf der Empfangsseite dazu verwendet, Hintergrund-Beruhigungsrauschen mit einer Charakteristik ähnlich dem des Hintergrundrauschens auf der Sendeseite zum Zeitpunkt, zu dem der Sendevorgang endet, zu erzeugen.Another problem like it during DTX in digital cell systems, such as GSM, occurs with the overhang period of a few language frames related to a speech burst and before the actual transmission end introduced becomes. If the speech burst is below a certain threshold duration, can it be interpreted as a peak in the background noise, and in this case the speech burst is not followed by an overhang period. The overhang period is used to make an estimate for the characteristic of the background noise on the broadcast side, such as them in a parameter message for the background calming noise (or a silence descriptor (SID) frame) must be sent to the receiving end before the sending process ends. As described above, the sent estimate for the background noise is on the receiving end uses background soothing noise similar to a characteristic that of the background noise on the transmission side at the time which the sending process ends.

Bei bekannten Typen von DTX-Mechanismen, die denen von FR und HR bei GSM ähnlich sind, werden vorhersagende Quantisierungsschemas für Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet. Dadurch muss die Empfangsseite nicht wissen, ob am Ende eines Sprachbursts eine Überhangsperiode existiert. Jedoch werden bei EFR in GSM effiziente vorhersagende Quantisierungsschemas für Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet, und die Existenz einer Überhangsperiode wird auf der Empfangsseite lokal ausgewertet, um zur Unterstützung bei der Entquantisierung des Hintergrund-Beruhigungsrauschens beizutragen. Dies beinhaltet eine kleine Rechenbelastung und eine Anzahl auszuführender Programmanweisungen.Known types of DTX mechanisms similar to those of FR and HR in GSM who uses the predictive quantization schemes for background soothing noise. As a result, the receiving side does not have to know whether there is an overhang period at the end of a speech burst. However, in EFR in GSM efficient predictive quantization schemes for background soothing noise are used, and the existence of an overhang period is evaluated locally on the receiving side to help assist in dequantizing the background soothing noise. This includes a small computing load and a number of program instructions to be executed.

Ein anderes Problem tritt dann auf, wenn das Hintergrundrauschen auf der Sendeseite nicht stationär ist sondern beträchtlich variiert. In diesem Fall kann ein einzelner Rahmen oder eine kleine Anzahl von Rahmen innerhalb einer Mittelungsperiode existieren, für die einige oder alle der Sprachcodierparameter eine schlechte Charakterisierung des typischen Hintergrundrauschens liefern. Eine ähnliche Situation kann dann auftreten, wenn ein Sprachaktivitätserkennungs(Voice Activity Detection)- oder VAD-Algorithmus das Ende ohne Sprache von einer Periode aktiver Sprache als "keine Sprache" interpretiert oder das stationäre Hintergrundrauschen starke Rauschsignalbursts vom Impulstyp enthält. Wegen der kurzen Dauer der Mittelungsperioden bei bekannten Typen von DTX-Systemen können derartige schlecht aufbereite Sprachcodierparameter das Ergebnis der Mittelung ausreichend deutlich dafür ändern, dass die sich ergebenden gemittelten CN-Parameter das Hintergrundrauschen nicht genau charakterisieren. Dies führt zu einer Fehlanpassung entweder im Pegel oder im Spektrum, oder beiden, zwischen dem Hintergrundrauschen und dem Hintergrund-Beruhigungsrauschen. So wird die Übertragungs qualität beeinträchtigt, wenn das Hintergrundrauschen für den Benutzer abhängig davon verschieden klingt, ob es während Sprache (normale Sprachcodierung von Sprache und Hintergrundrauschen) oder während Sprachpausen (durch die Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen gebildet) empfangen wird.Another problem then arises if the background noise on the transmission side is not stationary but considerably varied. In this case, a single frame or a small one Number of frames exist within an averaging period, for the some or all of the speech coding parameters have poor characterization of typical background noise. A similar Situation can occur when a voice activity detection (Voice Activity Detection) - or VAD algorithm the end without speech interpreted by a period of active speech as "no speech" or the stationary background noise contains strong pulse-type noise signal bursts. Because of the short duration the averaging periods in known types of DTX systems can be such poorly prepared speech coding parameters the result of the averaging change sufficiently clearly that the resulting averaged CN parameters the background noise do not characterize exactly. This leads to a mismatch either in level or in spectrum, or both, between the background noise and the background calming noise. So the transmission quality is impaired if the background noise for dependent on the user sounds different from whether it is during speech (normal speech coding of speech and background noise) or during speech breaks (through the Generation of background calming noise formed) received becomes.

Genauer gesagt, werden während der DTX-Überhangsperiode alle Rahmen, die vom VAD-Algorithmus als Rahmen "ohne Sprache" erklärt werden, über die Luftschnittstelle gesendet, und die Sprachcodierparameter werden gepuffert, um die Parameter des Hintergrund-Beruhigungsrauschens für einen ersten SID-Rahmen auswerten zu können. Der erste SID-Rahmen wird unmittelbar nach dem Ende der DTX-Überhangsperiode gesendet. Die Länge der DTX-Überhangsperiode ist so durch die Länge der Mittelungsperiode bestimmt. Daher sollte, um die Kanalaktivität des Systems zu minimieren, die Mittelungsperiode auf eine relativ kurze Länge fixiert werden.More specifically, during the DTX hangover period all frames declared by the VAD algorithm as "without speech" frames are sent via the air interface, and the speech coding parameters are buffered to the parameters evaluate the background calming noise for a first SID frame to be able to. The first SID frame is immediately after the end of the DTX overhang period Posted. The length the DTX overhang period is through the length determined the averaging period. Therefore, to the channel activity of the system to minimize the averaging period to a relatively short length become.

Bevor die Erfindung beschrieben wird, ist es informativ, herkömmliche Schaltungen und Verfahren zum Erzeugen von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite und zum Erzeugen von Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Empfangsseite durchzusehen. Diesbezüglich wird als Erstes auf die 1a–1d Bezug genommen.Before the invention is described, it is informative to review conventional circuitry and methods for generating parameters for background soothing noise on the transmitting side and for generating background soothing noise on the receiving side. In this regard, the first thing to consider is 1a - 1d Referred.

Gemäß der 1a werden Kurzzeit-Spektralparameter 102 in einem Analysierblock 101 für lineare, vorhersagende Codierung (LPC = Linear Predictive Coding) aus einem Sprachsignal 100 berechnet. LPC ist ein im Stand der Technik gut bekanntes Verfahren. Der Einfachheit halber wird hier nur der Fall erörtert, bei dem das Synthesefilter nur ein Kurzzeit-Synthesefilter enthält, das in den meisten bekannten Systemen, wie bei FR-, HR- und EFR-Codierern im GSM, realisiert ist, wobei das Synthesefilter als Kaskade eines Kurzzeit- und eines Langzeit-Synthesefilters konstruiert ist. Jedoch ist zu Zwecken dieser Beschreibung eine Erörterung des Langzeit-Synthesefilters nicht erforderlich. Ferner wird das Langzeit-Synthesefilter während der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen bei bekannten DTX-Systemen typischerweise abgeschaltet.According to the 1a become short-term spectral parameters 102 in an analysis block 101 for linear predictive coding (LPC = Linear Predictive Coding) from a speech signal 100 calculated. LPC is a method well known in the art. For the sake of simplicity, only the case is discussed here in which the synthesis filter contains only a short-term synthesis filter which is implemented in most known systems, such as in FR, HR and EFR coders in GSM, the synthesis filter as a cascade a short-term and a long-term synthesis filter is constructed. However, a discussion of the long-term synthesis filter is not required for purposes of this description. Furthermore, the long-term synthesis filter is typically switched off during the generation of background calming noise in known DTX systems.

Die LPC-Analyse erzeugt einmal pro Senderahmen einen Satz von Kurzzeit-Spektralparametern 102. Die Rahmendauer hängt vom System ab. In allen GSM-Kanälen ist z. B. die Rahmengröße auf 20 Millisekunden eingestellt.The LPC analysis generates a set of short-term spectral parameters once per transmission frame 102 , The frame duration depends on the system. In all GSM channels z. B. set the frame size to 20 milliseconds.

Das Sprachsignal wird über ein Umkehrfilter 103 geliefert, um ein Restsig nal 104 zu erzeugen. Das Umkehrfilter ist von der FormThe voice signal is through a reverse filter 103 delivered to a residual signal 104 to create. The reverse filter is of shape

Die Filterkoeffizienten a(i), i = 1, ..., M werden bei der LPC-Analyse erzeugt, und sie werden einmal pro Rahmen aktualisiert. Im Umkehrfilter 103 kann eine Interpolation, wie sie bei der bekannten Sprachcodierung bekannt ist, ausgeführt werden, um eine gleichmäßige Änderung der Filterparameter zwischen Rahmen zu erzielen. Das Umkehrfilter 103 erzeugt den Rest 104, der das optimale Erregungssignal ist und ein exaktes Sprachsignal 100 erzeugt, wenn es durch Synthesefilter 1/A(z) 112 auf der Empfangsseite (siehe die 1b) geschickt wird. Es wird die Energie der Erregungssequenz gemessen, und für jeden Senderahmen wird in einem Erregungsverstärkungs-Berechnungsblock 105 eine Skalierungsverstärkung 106 berechnet.The filter coefficients a (i), i = 1, ..., M are generated in the LPC analysis and they are updated once per frame. In the reverse filter 103 an interpolation, as is known in the known speech coding, can be carried out in order to achieve a uniform change in the filter parameters between frames. The reverse filter 103 creates the rest 104 which is the optimal excitation signal and an exact speech signal 100 generated when it is through synthesis filter 1 / A (z) 112 on the reception side (see the 1b ) is sent. The energy of the excitation sequence is measured and for each transmission frame is in an excitation gain calculation block 105 a scaling gain 106 calculated.

Die Erregungsverstärkung 106 und die Kurzzeit-Spektralkoeffizienten 102 werden über mehrere Senderahmen gemittelt, um eine Charakterisierung für den mittleren spektralen und zeitlichen Inhalt des Hintergrundrauschen zu erhalten. Die Mittelung wird typischerweise über vier Rahmen, für den FR-Kanal in GSM, bis zu acht Rahmen, wie für den EFR-Kanal im GSM, ausgeführt. Die zu mittelnden Parameter werden für die Dauer der Mittelungsperiode in Blöcken 107a und 108a gepuffert (siehe die 1d). Der Mittelungsprozess wird in Blöcken 107 und 108 ausgeführt, und so werden die das Hintergrundrauschen charakterisierenden Mittelungsparameter erzeugt. Dies sind die gemittelte Erregungsverstärkung g_mean und die gemittelten Kurzzeit-Spektralkoeffizienten. Bei modernen Sprachcodecs existieren typischerweise zehn Kurzzeit-Spektralkoeffizienten (M = 10), die im EFR-DTX-System in GSM im Allgemeinen als Leitungsspektralpaar(LSP = Line Spectral Pair)-Koeffizienten f_mean(i), i = 1, ..., M repräsentiert sind. Obwohl diese Parameter typischerweise vor der Übertragung quantisiert werden, wird in dieser Beschreibung die Quantisierung der Einfachheit halber ignoriert, da die genaue Art der ausgeführten Quantisierung für ein Verständnis des Betriebs der unten beschriebenen Erfindung irrelevant ist.The arousal enhancement 106 and the short-term spectral coefficients 102 are averaged over several transmission frames in order to obtain a characterization for the mean spectral and temporal content of the background noise. The averaging is typically carried out over four frames, for the FR channel in GSM, up to eight frames, as for the EFR channel in GSM. The parameters to be averaged are for the Duration of the averaging period in blocks 107a and 108a buffered (see the 1d ). The averaging process is in blocks 107 and 108 and thus the averaging parameters characterizing the background noise are generated. These are the averaged excitation gain g _mean and the averaged short-term spectral coefficients. With modern speech codecs there are typically ten short-term spectral coefficients (M = 10), which in the EFR-DTX system in GSM are generally used as line spectral pairs (LSP = Line Spectral Pair) coefficients f _mean (i), i = 1, ... , M are represented. Although these parameters are typically quantized prior to transmission, this description ignores quantization for simplicity, since the precise nature of the quantization performed is irrelevant to an understanding of the operation of the invention described below.

Es wird kurz auf die 1d Bezug genommen, in der die Mittelungsblöcke 107 und 108 dargestellt, die jeweils über Puffer 107a bzw. 108a verfügen, die gepufferte Signale 107b bzw. 108b an die Mittelungsblöcke ausgeben. Unten wird den Puffern 107a und 108a mehr Aufmerksamkeit geschenkt, wenn die in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung be schrieben werden.It will be briefly on the 1d Referenced in the averaging blocks 107 and 108 shown, each via buffer 107a respectively. 108a have the buffered signals 107b respectively. 108b output to the averaging blocks. Below is the buffers 107a and 108a paid more attention to those in the 4 and 5 illustrated embodiments of the invention be written.

Die Berechnung und die Mittelung der Parameter des Hintergrund-Beruhigungsrauschens ist im Einzelnen in der folgenden GSM-Empfehlung erläutert: GSM 06.62 "Comfort noise aspects for Enhanced Full Rate (EFR) speech traffic channels". Auch ist z. B. diskontinuierliche Übertragung in der folgenden GSM-Empfehlung erläutert: GSM 06.81 "Discontinuous Transmission (DTX) for Enhanced Full Rate (EFR) for speech traffic channels", und Sprachaktivitätserkennung (VAD = Voice Activity Detection) ist in der folgenden GSM-Empfehlung erläutert: GSM 06.82 "Voice Activity Detection (VAD) for Enhanced Full Rate (EFR) speech channels". Infolgedessen werden Einzelheiten dieser verschiedenen Funktionen hier nicht weiter erörtert.The calculation and averaging the parameter of the background calming noise is in detail explained in the following GSM recommendation: GSM 06.62 "Comfort noise aspects for Enhanced Full Rate (EFR) speech traffic channels ". For example, discontinuous transmission explained in the following GSM recommendation: GSM 06.81 "Discontinuous Transmission (DTX) for Enhanced Full Rate (EFR) for speech traffic channels ", and voice activity detection (VAD = Voice Activity Detection) is explained in the following GSM recommendation: GSM 06.82 "Voice Activity Detection (VAD) for Enhanced Full Rate (EFR) speech channels ". As a result Details of these various functions are not discussed further here.

Es wird auf die 1b Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Decodierers auf der Empfangsseite dargestellt ist, der dazu verwendet wird, beim bekannten Sprachkommunikationssystem Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu erzeugen. Der Decodierer empfängt die zwei Parameter des Hintergrund-Beruhigungsrauschens, nämlich die gemittelte Erregungsverstärkung g_mean und den Satz gemittelter Kurzzeit-Spektralkoeffizienten f_mean (i), i = 1, ..., M, und auf Grundlage dieser Parameter erzeugt der Decodierer das Hintergrund-Beruhigungsrauschen. Die Erzeugungsoperation für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen ist auf der Empfangsseite ähnlich wie bei der Sprachdecodierung, mit der Ausnahme, dass die Parameter mit deutlich geringerer Rate (z. B. einmal alle 480 Millisekunden, wie in den Kanälen FR und EFR in GSM) verwendet werden und vom Sprachcodierer kein Erregungssignal empfangen wird. Während der Sprachdecodierung wird die Erregung auf der Empfangsseite aus einem Codebuch erhalten, das eine Anzahl möglicher Erregungssequenzen enthält, und gemeinsam mit den anderen Sprachcodierparametern wird ein Index auf den speziellen Erregungsvektor im Codebuch gesendet. Für eine detaillierte Beschreibung der Sprachdecodierung und der Verwendung von Codebüchern kann z. B. auf das US-Patent Nr. 5,327,519, mit dem Titel "Pulse Pattern Excited Linear Prediction Voice Coder" von Jari Hagqvist, Kari Järvinen, Kari-Pekka Estola und Jukka Ranta Bezug genommen werden, das in Zusammenhang mit diesem Dokument zu lesen ist.It will be on the 1b Reference is made to a block diagram of a conventional decoder on the receiving side, which is used to generate background calming noise in the known speech communication system. The decoder receives the two parameters of the background calming noise, namely the averaged excitation gain g _mean and the set of averaged short-term spectral coefficients f _mean (i), i = 1, ..., M, and based on these parameters the decoder generates the background -Beruhigungsrauschen. The background calming noise generation operation on the receiving side is similar to speech decoding, except that the parameters are used at a significantly lower rate (e.g. once every 480 milliseconds as in the FR and EFR channels in GSM) and no excitation signal is received from the speech encoder. During speech decoding, the excitation on the receiving side is obtained from a codebook containing a number of possible excitation sequences and, together with the other speech coding parameters, an index is sent to the special excitation vector in the codebook. For a detailed description of speech decoding and the use of code books, e.g. See, for example, U.S. Patent No. 5,327,519 entitled "Pulse Pattern Excited Linear Prediction Voice Coder" by Jari Hagqvist, Kari Järvinen, Kari-Pekka Estola and Jukka Ranta, which is to be read in connection with this document ,

Während der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen wird jedoch kein Index auf das Codebuch übertragen, und die Erregung wird statt dessen von einem Zufallszahl- oder Erregungs(RE)generator 110 erhalten. Der RE-Generator 110 erzeugt Erregungsvektoren 114 mit flachem Spektrum. Dann werden die Erregungsvektoren 114 in einer Skalierungseinheit 115 durch die gemittelte Erregungsverstärkung g_mean so skaliert, dass ihre Energie der mittleren Verstärkung der Erregung 104 auf der Sendeseite entspricht. Die sich ergebende skalierte Zufallserregungssequenz 111 wird dann in das Sprachsynthesefilter 112 eingegeben, um das Ausgangssignal 113 für Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu erzeugen. Die gemittelten Kurzzeit-Spektralkoeffizienten f_mean(i) werden im Sprachsynthesefilter 112 verwendet.However, during the generation of background calming noises, no index is transferred to the codebook and the excitation is instead provided by a random number or excitation (RE) generator 110 receive. The RE generator 110 generates excitation vectors 114 with a flat spectrum. Then the excitation vectors 114 in a scaling unit 115 by the averaged excitation gain g _mean scaled so that its energy is the mean gain of excitation 104 on the sending side. The resulting scaled random excitation sequence 111 is then in the speech synthesis filter 112 entered the output signal 113 for background calming noise. The averaged short-term spectral coefficients f _mean (i) are in the speech synthesis filter 112 used.

Die 1c zeigt das Spektrum in Zusammenhang mit dem Signal in verschiedenen Teilen des bekannten Decodierers der 1b. Der RE-Generator 110 erzeugt die Zufallszahl-Erregungssequenzen 114 (und die skalierte Erregung 111) mit flachem Spektrum. Dieses Spektrum ist durch eine Kurve A dargestellt. Dann modifiziert das Sprachsynthesefilter 112 die Erregung, um ein nicht-flaches Spektrum zu erzeugen, wie es in einer Kurve B dargestellt ist.The 1c shows the spectrum in connection with the signal in different parts of the known decoder of the 1b , The RE generator 110 generates the random number excitation sequences 114 (and the scaled excitement 111 ) with a flat spectrum. This spectrum is represented by a curve A. Then the speech synthesis filter is modified 112 the excitation to produce a non-flat spectrum as shown in curve B.

Wie oben erörtert, existiert eine Anzahl von Problemen hinsichtlich herkömmlicher Erzeugungstechniken für Hintergrund-Beruhigungsrauschen. Zu diesen Problemen gehört die Fehlanpassung zwischen der Zufallserregung und der korrekten oder optimalen Erregung, was dazu führt, dass das auf der Empfangsseite erzeugte Hintergrund-Beruhigungsrauschen vom tatsächlichen Hintergrundrauschen auf der Sendeseite verschieden ist. Es ist das Ziel dieser Erfindung, diese Probleme zu verringern oder zu beseitigen. Diese Erfindung spricht das Problem der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen während diskontinuierlicher Übertragung an, um Verluste der Signalqualität durch die Verwendung diskontinuierlicher Übertragung zu minimieren.As discussed above, there are a number problems related to conventional Generation techniques for Background calming noise. One of these problems is mismatch between random arousal and correct or optimal arousal, which leads to, that the background calming noise generated on the receiving side from the actual Background noise on the transmit side is different. It is that The object of this invention is to reduce or eliminate these problems. This invention addresses the problem of generating background calming noise while discontinuous transmission to loss of signal quality by using discontinuous transmission.

Gemäß der Erfindung sind ein Verfahren, wie es im Anspruch 1 dargelegt ist, und eine Vorrichtung, wie sie im Anspruch 21 dargelegt ist, geschaffen.According to the invention are a method as set out in claim 1, and an apparatus as they is set out in claim 21, created.

Ausführungsformen der Erfindung sorgen für Erzeugungsverfahren für Hintergrund-Beruhigungsrauschen, die dazu in der Lage sind, Hintergrundrauschen besser zu charakterisieren und die ferner für verbesserte Qualität des Hintergrund-Beruhigungsrauschens und verbesserte Übertragungsqualität während diskontinuierlicher Übertragung sorgen.Embodiments of the invention provide background calming noise generation methods that are able to better characterize background noise and that are also verbes Ensure the quality of the background calming noise and improved transmission quality during discontinuous transmission.

Ausführungsformen der Erfindung geben eine Erzeugungstechnik für Hintergrund-Beruhigungsrauschen an, die die Erzeugung nicht-repräsentativen Hintergrund-Beruhigungsrauschens beseitigt oder minimiert und die eine verringerte Mittelungszeit verwendet.Embodiments of the invention give a generation technique for Background soothing noises that are generating non-representative Background calming noise eliminated or minimized and that a reduced averaging time is used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden alle oder eine vorbestimmte Anzahl schlecht aufbereiteter Sprachcodierparameter innerhalb einer Mittelungsperiode dadurch entfernt oder ersetzt, dass ein Medians-Ersetzverfahren angewandt wird, wenn die Parameter gemittelt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die folgenden Schritte ausgeführt: Messen der Abstände der Sprachcodierparameter voneinander zwischen einzelnen Rahmen innerhalb einer Mittelungsperiode, Ordnen dieser Parameter entsprechend den gemessenen Abständen, Auffinden derjenigen Parameter, die die größten Abstände zu den anderen Parametern innerhalb der Mittelungsperiode aufweisen, und, wenn die Abstände einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, Ersetzen dieser Parameter durch den Parameter mit dem kleinsten gemessenen Abstand (d. h. einen Medianswert) zu den anderen Parametern innerhalb der Mittelungsperiode. Es wird davon ausgegangen, dass der als Median bewertete Parameter einen Wert aufweist, der die getreueste Repräsentation der Charakteristik des Hintergrundrauschens unter den Parametern innerhalb der Mittelungsperiode liefert. Nach dieser Prozedur kann die Mittelung der Sprachcodierparameter auf jede gewünschte Weise ausgeführt werden. Ferner ändert die Lehre dieser Ausführungsform der Erfindung nicht die Art, gemäß der die CN-Parameter auf der Empfangsseite des DTX-Systems empfangen und genutzt werden.According to a preferred embodiment all or a predetermined number of the invention go bad prepared speech coding parameter within an averaging period removed or replaced by using a median replacement method if the parameters are averaged. In this embodiment of the invention performed the following steps: Measure the distances the speech coding parameters of each other between individual frames within an averaging period, order these parameters accordingly the measured distances, Finding those parameters that have the greatest distances to the other parameters within the averaging period, and if the distances are one exceed a predetermined threshold, Replace these parameters with the parameter with the smallest measured distance (i.e. a median value) to the other parameters within the averaging period. It is believed that the median parameter has a value that is the most faithful representation the characteristic of the background noise under the parameters delivers within the averaging period. After this procedure you can averaging the speech coding parameters in any desired manner accomplished become. Furthermore changes the teaching of this embodiment the invention is not the way in which the CN parameters can be received and used on the receiving side of the DTX system.

Zusätzlich zum Entfernen schlecht aufbereiteter CN-Parameter aus der Mittelungsperiode, um dadurch die Qualität des Hintergrund-Beruhigungsrauschens zu verbessern, sorgt diese Ausführungsform der Erfindung für andere Vorteile. Z. B. muss bei bekannten DTX-Systemen eine längere Mittelungsperiode verwendet werden, um den Effekt schlecht aufbereiteter Parameter bei der Mittelung zu verringern. Die Verwendung der Erfindung erlaubt in vorteilhafter Weise die Verwendung einer kürzeren Mittelungsperiode als bei bekannten DTX-Systemen, da die Auswirkung schlecht aufbereiteter Parameter auf den Mittelungsvorgang verringert ist. Auch ist bei den bekannten DTX-Systemen aufgrund der längeren Mittelungsperiode eine längere Überhangsperiode erforderlich, was die Kanalaktivität erhöht. Die durch diese Ausführungsform der Erfindung ermöglichte kürzere Mittelungsperiode ermöglicht es, auch die DTX-Überhangsperiode zu verkürzen und dadurch die Kanalaktivität zu verringern. Ferner ist bei den bekannten DTX-Systemen wegen der verwendeten längeren Mittelungsperiode ein deutlicher Umfang an statischem Speicher für den CN-Mittelungsalgorithmus erforderlich. Ein weiterer Vorteil der durch die Erfindung erzielten kürzeren Mittelungsperiode besteht in einer Verringerung des Umfangs an statischem Speicher, der vom CN-Mitte lungsalgorithmus benötigt wird.In addition to removing bad edited CN parameter from the averaging period, thereby the quality to improve the background calming noise embodiment of the invention for other advantages. For example, a longer averaging period must be used with known DTX systems used to effect the poorly edited parameters decrease in averaging. The use of the invention allows advantageously use a shorter averaging period than in known DTX systems, because the impact is poorly prepared Parameter on the averaging process is reduced. Is also at the well-known DTX systems because of the longer Averaging period a longer overhang period required, which increases channel activity. The through this embodiment enabled the invention shorter Averaging period enabled it, also the DTX overhang period To shorten and thereby channel activity to reduce. Furthermore, the known DTX systems because of used longer Averaging period, a significant amount of static memory is required for the CN averaging algorithm. Another advantage of the shorter averaging period achieved by the invention is a reduction in the amount of static storage that is required by the CN averaging algorithm.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The following are exemplary embodiments the invention described with reference to the accompanying drawings.

1a ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite. 1a Fig. 3 is a block diagram of a conventional circuit arrangement for generating parameters for background soothing noise on the transmission side.

1b ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Decodierers auf der Empfangsseite, der dazu verwendet wird, Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu erzeugen. 1b Fig. 4 is a block diagram of a conventional decoder on the receiving side used to generate background calming noise.

1c veranschaulicht das Spektrum in Zusammenhang mit dem Signal in verschiedenen Teilen des bekannten Decodierers der 1b. 1c illustrates the spectrum related to the signal in different parts of the known decoder of the 1b ,

1d veranschaulicht die in der 1a dargestellten Mittelungsblöcke detaillierter. 1d illustrates the in the 1a shown averaging blocks in more detail.

2a ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite. 2a Fig. 4 is a block diagram of circuitry for generating background soothing noise parameters on the transmit side.

2b ist ein Blockdiagramm eines Decodierers auf der Empfangsseite, der zum Erzeugen von Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet wird. 2 B Fig. 3 is a block diagram of a decoder on the receiving side used to generate background soothing noise.

2c veranschaulicht das Spektrum in Zusammenhang mit dem Decodierer der 2b. 2c illustrates the spectrum associated with the decoder of the 2 B ,

3a ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite. 3a Fig. 3 is a block diagram of a second embodiment of circuitry for generating background soothing noise parameters on the transmit side.

3b ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Decodierers auf der Empfangsseite. 3b is a block diagram of a second embodiment of the decoder on the receiving side.

4 und 5 sind jeweils ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung zum Auswerten von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite eines digitalen DTX-Kommunikationssystems gemäß Ausführungsformen der Erfindung. 4 and 5 13 are a block diagram of a circuit arrangement for evaluating parameters for background calming noise on the transmission side of a digital DTX communication system according to embodiments of the invention.

6 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Sprachcodierers, die 7 und 8 sind Timingdiagramme zum Veranschaulichen des Ausgangssignals des herkömmlichen Sprachcodierers der 6, und die 9 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Sprachcodierers, wobei alle diese Figuren zur Erläuterung des in der 10 dargestellten Sprachcodierers von Nutzen sind, der eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. 6 Fig. 3 is a block diagram of a conventional speech encoder which 7 and 8th FIG. 10 are timing diagrams for illustrating the output of the conventional speech encoder of FIG 6 , and the 9 FIG. 4 is a block diagram of a conventional speech coder, all of which are for explaining that shown in FIG 10 illustrated speech encoder are useful, illustrating another embodiment of the invention.

11a–11g veranschaulichen beispielhafte Frequenzantworten des RESC-Filters. 11a - 11g illustrate exemplary frequency responses of the RESC filter.

12 veranschaulicht eine zum Realisieren der Erfindung geeignete Mobilstation, während die 13 die Mobilstation in Verbindung mit einer Basisstation eines drahtlosen Kommunikationssystems zeigt, das ebenfalls zum Realisieren der Erfindung geeignet ist. 12 illustrates a mobile station suitable for implementing the invention while the 13 the mobile station shows in connection with a base station of a wireless communication system, which is also suitable for realizing the invention.

14 ist ein Timingdiagramm zum Veranschaulichen einer normalen Überhangsprozedur, wobei N_elapsed die Anzahl verstrichener Rahmen seit dem letzten Auftreten aktualisierter Parameter für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN = comfort noise) zeigt, wobei dieser Wert 24 oder größer ist. 14 FIG. 10 is a timing diagram illustrating a normal overhang procedure, where N _{elapsed shows} the number of frames elapsed since the last occurrence of updated parameters for background comfort noise (CN), which value is 24 or greater.

15 ist ein Timingdiagramm zum Veranschaulichen der Handhabung kurzer Sprachbursts, wobei N_elapsed kleiner als 24 ist. 15 FIG. 10 is a timing diagram illustrating the handling of short speech bursts, where N _{elapsed is} less than 24.

Es erfolgte bereits eine Beschreibung zu einer herkömmlichen Technik sowohl zum Codieren als auch zum Decodieren von Hintergrund-Beruhigungsrauschen. Nun wird auf die 2a–2c Bezug genommen, um eine erste Ausführungsform einer Schaltungsanordnung und eines Verfahrens gemäß der Erfindung zu zeigen. In den 2a und 2b sind diejenigen Elemente, die auch in den 1a und 1b auftreten, entsprechend nummeriert.There has already been a description of a conventional technique for both encoding and decoding background calming noise. Now on the 2a - 2c Reference is made to show a first embodiment of a circuit arrangement and a method according to the invention. In the 2a and 2 B are those elements that are also in the 1a and 1b occur, numbered accordingly.

Es wird als Erstes darauf hingewiesen, dass "SID-Mittelungsperiode" ein GSM-bezogener Ausdruck ist, während "Mittelungsperiode für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen" oder "CN-Mittelungsperiode" ein Ausdruck gemäß IS-641, Rev. A ist. Zu Zwecken der Erfindung können diese zwei Ausdrücke in der folgenden Beschreibung austauschbar verwendet werden. In ähnlicher Weise können die Ausdrücke "SID-Rahmen" und "Parametermeldung für Hintergrund-Beruhigungsrauschen" oder "CN-Parametermeldung" austauschbar verwendet werden.The first thing to note is that "SID averaging period" is a GSM-related Expression is during "averaging period for the Background Quiet Noise "or" CN Averaging Period "is an expression in accordance with IS-641, Rev. A is. For the purposes of the invention, these two terms can be found in the following description can be used interchangeably. More like that Way can the terms "SID frame" and "parameter message for background calming noise "or" CN parameter message "used interchangeably become.

In der 2a ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite dargestellt. Die neuartigen Operationen in diesem Vorrichtungsblockdiagramm sind von den aus dem Stand der Technik bekannten durch eine gestrichelte Linie 204 abgetrennt.In the 2a a block diagram of an apparatus for generating parameters for background calming noise on the transmission side is shown. The novel operations in this device block diagram are of those known in the art by a dashed line 204 separated.

Das vom Umkehrfilter 103 ausgegebene Restsignal 104 wird einer weiteren Analyse (wie einer LPC-Analyse) unterzogen, um einen anderen Satz von Filterkoeffizienten zu erzeugen. Die zweite Analyse, die hier als Zufallserregungs(AE)-LPC-Analyse 200 bezeichnet wird, ist typischerweise von niedrigerem Grad als die im Block 101 ausgeführte LPC-Analyse. Die Parameter r_mean(i), i = 1, ..., R der Zufallserregungs-Spektralkontrolle (RESC = random excitation spectral control) werden durch Mitteln der Spektralparameter 201 vom RE-LPC-Analyseblock 200 über mehrere aufeinanderfolgende Rahmen im Mittelungsblock 203 erhalten. Die RESC-Parameter kennzeichnen das Spektrum der Erregung.That of the reverse filter 103 output residual signal 104 is subjected to further analysis (such as an LPC analysis) to produce a different set of filter coefficients. The second analysis, here as a random excitation (AE) LPC analysis 200 is typically of a lower degree than that in the block 101 LPC analysis performed. The parameters r _mean (i), i = 1, ..., R of the random excitation spectral control (RESC) are determined by averaging the spectral parameters 201 from the RE-LPC analysis block 200 over several successive frames in the averaging block 203 receive. The RESC parameters characterize the spectrum of the excitation.

Es ist zu beachten, dass die RESC-Parameter keine Untergruppe der Sprachcodierparameter bilden, sondern dass sie nur während der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen erzeugt und genutzt werden. Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine LPC-Analyse erster oder zweiter Ordnung ausreicht, um die RESC-Parameter zu erzeugen (R = 1 oder 2). Jedoch können auch andere Spektralmodelle als das alle Polemodell der LPC-Technik verwendet werden. Die Mittelung kann alternativ durch den RE-LPC-Analyseblock 200 dadurch ausgeführt werden, dass die Autokorrelationskoeffizienten innerhalb der LPC-Parameterberechnung gemittelt werden, oder durch irgend eine andere geeignete Mittelungstechnik innerhalb der Berechnung der LPC-Koeffizienten. Die Mittelungsperiode für die RESC-Parameter kann dieselbe sein, wie sie für andere CN-Parameter verwendet wird, und es besteht keine Beschränkung auf nur dieselbe Mittelungsperiode. Z. B. wurde herausgefunden, dass eine längere Mittelung als diejenige, die für herkömmliche CN-Parameter verwendet wird, von Vorteil sein kann. So kann, anstatt dass eine Mittelungsperiode von sieben Rahmen verwendet wird, eine längere Mittelungsperiode bevorzugt werden (z. B. 10–12 Rahmen).It should be noted that the RESC parameters do not form a subset of the speech coding parameters, but that they are only generated and used during the generation of background calming noise. The inventors have found that a first or second order LPC analysis is sufficient to generate the RESC parameters (R = 1 or 2). However, spectral models other than the all pole model of the LPC technology can also be used. Alternatively, the averaging can be done using the RE-LPC analysis block 200 by averaging the autocorrelation coefficients within the LPC parameter calculation, or by any other suitable averaging technique within the calculation of the LPC coefficients. The averaging period for the RESC parameters can be the same as that used for other CN parameters, and there is no limitation to the same averaging period only. For example, it has been found that a longer averaging than that used for conventional CN parameters can be beneficial. So, instead of using an averaging period of seven frames, a longer averaging period may be preferred (e.g. 10-12 frames).

Vor dem Berechnen der Erregungsverstärkung wird der LPC-Rest 104 über ein zweites Umkehrfilter H_RESC(z) 202 geschickt. Dieses Filter erzeugt einen spektral kontrollierten Rest 205, der im Allgemeinen ein flacheres Spektrum als der LPC-Rest 104 zeigt. Das Umkehrfilter H_RESC(z) für die Zufallserregungs-Spektralkontrolle (RESC) kann in Form eines Filters mit lauter Nullen vorliegen (wobei jedoch keine Beschränkung nur auf diese Form besteht):Before calculating the excitation gain, the LPC remainder 104 via a second reversing filter H _RESC (z) 202 cleverly. This filter creates a spectrally controlled residue 205 which is generally a flatter spectrum than the LPC rest 104 shows. The reversing filter H _RESC (z) for the random excitation spectral control (RESC) can be in the form of a filter with all zeros (although there is no restriction to this form only):

Die Erregungsverstärkung wird aus dem spektral abgeflachten Rest 205 berechnet. Ansonsten sind die Operationen in der 2a denen ähnlich, die oben hinsichtlich der 1a beschrieben sind.The excitation gain is made up of the spectrally flattened remainder 205 calculated. Otherwise the operations are in the 2a similar to those above in terms of 1a are described.

Es wird nun auf die 2b Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm eines Decodierers auf der Empfangsseite dargestellt ist, der dazu verwendet wird, Hintergrund-Beruhigungsrauschen gemäß der Erfindung zu erzeugen. Im Decodierer wird die Erregung 212 dadurch erzeugt, dass als Erstes eine Erregungssequenz 114 in Form weißen Rauschens durch den Zufallserregungsgenerator 110 erzeugt wird, die dann mit g_mean im Skalierungsblock 115 skaliert wird.It is now on the 2 B Reference is shown in a block diagram of a decoder on the receiving side which is used to generate background calming noise according to the invention. The excitation is in the decoder 212 generated by first creating an arousal sequence 114 in the form of white noise from the random excitation generator 110 is generated, which is then with g _mean in the scaling block 115 is scaled.

Dann wird die spektral flache Rauschsignalsequenz 111 in einem Filter 211 für Zufallserregungs-Spektralkontrolle (RESC) verarbeitet, das eine Erregung mit korrektem spektralem Inhalt erzeugt. Das RE-Spektralkontrollfilter 211 führt die Umkehroperation zum im Codierer der 2a verwendeten RESC-Umkehrfilter 202 aus. Unter Verwendung des RESC-Umkehrfilters für die Gleichung (2) auf der Sendeseite ist das auf der Empfangsseite verwendete RE-Spektralkontrollfilter 211 von folgender Form:Then the spectrally flat noise signal sequence 111 in a filter 211 processed for random excitation spectral control (RESC), which produces excitation with correct spectral content. The RE spectral control filter 211 the reverse operation leads to in the encoder of the 2a Reverse RESC filter used 202 out. Using the RESC reverse filter for equation (2) on the transmission side, the RE spectral control filter used on the reception side 211 of the following form:

Die RESC-Parameter r_mean(i), i = 1, ..., R, die die Filterkoeffizienten b(i), i = 1, ..., R definieren, werden als Teil der CN-Parameter auf die Empfangsseite übertragen, und sie werden im RE-Spektralkontrollfilter 211 verwendet, so dass die Erregung für das Synthesefilter 112 geeignet spektral gewichtet wird, und demgemäß im Allgemeinen nicht spektral flach ist. Die RESC-Parameter r_mean(i), i = 1, ..., R können mit den Filterkoeffizienten b(i), i = 1, ..., R übereinstimmen, oder sie können von irgendeiner anderen Parameterrepräsentation sein, die effiziente Quantisierung für den Sendevorgang ermöglicht, wie LSP-Koeffizienten. Die 11a–11g veranschaulichen beispielhafte Frequenzantworten des RESC-Filters 211.The RESC parameters r _mean (i), i = 1, ..., R, which define the filter coefficients b (i), i = 1, ..., R, are transmitted to the receiving side as part of the CN parameters , and they are in the RE spectral control filter 211 used so the excitation for the synthesis filter 112 is suitably spectrally weighted, and accordingly is generally not spectrally flat. The RESC parameters r _mean (i), i = 1, ..., R may match the filter coefficients b (i), i = 1, ..., R, or they may be of some other parameter representation that is efficient Enables quantization for the transmission process, such as LSP coefficients. The 11a - 11g illustrate exemplary frequency responses of the RESC filter 211 ,

Im Überblick gesehen, erzeugt der CN-Erregungsgenerator 210 im RE-Generator 110 eine spektral flache Zufallserregung. Die spektral flache Erregung wird dann durch die Skaliereinrichtung 115 mit Mittelungsverstärkung geeignet skaliert. Um das korrekte Spektrum für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu erzeugen und um eine Fehlanpassung zwischen dem Spektrum desselben und dem des Hintergrundrauschens zu vermeiden, wird die Zufallserregung über das RE-Spektralkontrollfilter 211 geschickt. Dann wird die spektral kontrollierte Erregung 211 im Sprachsynthesefilter 112 dazu verwendet, Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu erzeugen, das eine verbesserte Anpassung an das Spektrum des tatsächlichen Hintergrundrauschens zeigt, wie es auf der Sendeseite vorhanden ist.The CN excitation generator generates an overview 210 in the RE generator 110 a spectrally flat random excitation. The spectrally flat excitation is then by the scaling device 115 appropriately scaled with averaging gain. In order to generate the correct spectrum for the background calming noise and to avoid a mismatch between the spectrum of the same and that of the background noise, the random excitation is carried out via the RE spectral control filter 211 cleverly. Then the spectrally controlled excitation 211 in the speech synthesis filter 112 used to generate background soothing noise that shows an improved fit to the spectrum of the actual background noise as it exists on the transmit side.

Die RESC-Parameter bilden keine Untergruppe der Sprachcodierparameter, wie sie während der Sprachsignalverarbeitung verwendet werden, sondern sie werden statt dessen nur während der Berechnung des Hintergrund-Beruhigungsrauschens verwendet. Die RESC-Parameter werden nur dazu berechnet und übertragen, um eine verbesserte Erregung für Hintergrund-Beruhigungsrauschen während Sprachpausen zu erzeugen. Das RESC-Umkehrfilter 202 im Codierer und das RESC-Filter 211 im Decodierer werden nur dazu verwendet, das Spektrum der Zufallserregung zu kontrollieren.The RESC parameters do not form a subset of the speech coding parameters as used during speech signal processing, but are instead used only during the calculation of the background calming noise. The RESC parameters are only calculated and transmitted in order to produce an improved excitation for background calming noise during speech pauses. The RESC reverse filter 202 in the encoder and the RESC filter 211 in the decoder are only used to control the spectrum of random excitation.

Die 2c veranschaulicht das Spektrum bestimmter Signale innerhalb des Decodierers der 2b während der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen. Der RE-Generator 110 erzeugt Zufallszahlsequenzen mit dem in der Kurve A dargestellten flachen Spektrum. Dieses Spektrum ist mit dem in der Kurve A der 1c dargestellten identisch. Die Signale 114 und 111 verfügen beide über dieses flache Spektrum, wobei darauf hingewiesen wird, dass die im Block 115 erfolgende Verstärkungsskalierung die Form des Spektrums nicht beeinflusst. Die Sequenz 111 weißen Rauschens wird dann über das RE-Spektrumskontrollfilter 211 geschickt, um die Erregung 212 für das LPC-Synthesefilter zu erzeugen. Die verbesserte Erregungssequenz 212 zeigt im Wesentlichen ein nicht-flaches Spektrum (Kurve C), und der Effekt dieses nicht-flachen Spektrums zeigt sich im Spektrum des Ausgangssignals 113 des Synthesefilters 112 (Kurve D). Die Erregungssequenz 212 kann vom Tiefpass- oder vom Hochpasstyp sein, oder sie kann einen ausgeklügelteren Frequenzinhalt zeigen (abhängig von der Ordnung des RESC-Filters). Die Spektrumskontrolle wird durch die RESC-Parameter bestimmt, die auf der Sendeseite berechnet werden und als Teil des Hintergrund-Beruhigungsrauschens auf die Empfangsseite übertragen werden, wie es oben beschrieben wurde.The 2c illustrates the spectrum of certain signals within the decoder of FIG 2 B while generating background calming noise. The RE generator 110 generates random number sequences with the flat spectrum shown in curve A. This spectrum is the same as that in curve A. 1c shown identical. The signals 114 and 111 both have this flat spectrum, indicating that those in the block 115 gain scaling does not affect the shape of the spectrum. The sequence 111 white noise is then through the RE spectrum control filter 211 sent to the arousal 212 for the LPC synthesis filter. The improved arousal sequence 212 shows essentially a non-flat spectrum (curve C), and the effect of this non-flat spectrum is shown in the spectrum of the output signal 113 of the synthesis filter 112 (Curve D). The arousal sequence 212 can be of the low-pass or high-pass type, or it can show a more sophisticated frequency content (depending on the order of the RESC filter). Spectrum control is determined by the RESC parameters, which are calculated on the transmitting side and are transmitted to the receiving side as part of the background calming noise, as described above.

Aus der 3a kann im Gegensatz zur 2a wahrgenommen werden, dass die Berechnung der Erregungsverstärkung aus dem LPC-Rest 104 und nicht aus dem Rest des RESC-Umkehrfilters 202 ausgeführt wird. So ist das RESC-Umkehrfilter 202 in der 3a nicht erforderlich, und es kann weggelassen werden. Der Decodierer auf der Empfangsseite zur Verwendung mit dem Codierer der 3a ist in der 3b dargestellt. Im Vergleich mit der 2b ist erkennbar, dass die Skalierung (Block 115) der Erregung auf die Ausgangsseite des RE-Spektrumskontrollfilters 211 verschoben ist. Ansonsten sind die Betriebsweisen des Codierers und des Decodierers der 3a und 3b ähnlich dem, was in den 2a und 2b dargestellt ist.From the 3a unlike 2a perceived that the calculation of the excitation gain from the LPC rest 104 and not from the rest of the RESC reverse filter 202 is performed. This is the RESC reverse filter 202 in the 3a not required and it can be omitted. The decoder on the receiving side for use with the encoder of the 3a is in the 3b shown. In comparison with the 2 B it can be seen that the scaling (block 115 ) excitation on the output side of the RE spectrum control filter 211 is moved. Otherwise, the modes of operation of the encoder and decoder are the 3a and 3b similar to what is in the 2a and 2 B is shown.

Es wird nun auf die 4 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung zum Auswerten von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Sendeseite entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Diese Ausführungsform wendet sich den oben genannten Problemen zu, wie sie auftreten, wenn innerhalb einer Mittelungsperiode, für die einige oder alle Sprachcodierparameter eine schlechte Charakterisierung des typischen Hintergrundrauschens liefern, ein einzelner Rahmen oder eine kleine Anzahl von Rahmen existiert. Die Operationen gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sind von denen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, durch gestrichelte Linie 300 und 310 abgeteilt. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung werden die im Block 107a und 108a gepufferten Sprachcodierparameter einem Ersetzungsprozess durch einen einer Schwellenwertbeurteilung unterzogenen Median unterzogen, bevor sie an die Mittelungsblöcke 107 und 108 zum Berechnen der gemittelten Erregungsverstärkung g_mean und der gemittelten Kurzzeit-Spektralkoeffizienten f_mean(i) geliefert werden. Bei diesem Prozess werden die Parameter innerhalb der Mittelungsperiode mit nicht-typischen Werten für das Hintergrundrauschen durch solche Parameterwerte ersetzt, wenn spezielle Bedingungen erfüllt sind, die für das aktuelle Hintergrundrauschen als typisch angesehen werden, d. h. durch die Medianswerte.It is now on the 4 Reference is shown in a block diagram of a circuit arrangement for evaluating parameters for background calming noise on the transmission side according to an embodiment of the invention. This embodiment addresses the above problems as they arise when a single frame or a small number of frames exist within an averaging period for which some or all of the speech coding parameters provide poor characterization of typical background noise. The operations according to this embodiment of the invention are of those as known from the prior art by dashed line 300 and 310 separated. According to this embodiment of the invention, the in block 107a and 108a buffered speech coding parameters undergo a replacement process by a thresholded median before being passed to the averaging blocks 107 and 108 for calculating the averaged excitation gain g _mean and the averaged short-term spectral coefficients f _mean (i). In this process, the parameters within the averaging period with non-typical values for the background noise are replaced by such parameter values if special conditions are met that apply to the current background noise are considered typical, ie by the median values.

Als Erstes werden die im Block 300 gekennzeichneten Operationen erörtert, die an den skalar bewerteten Erregungsverstärkungs-Parametern vor der Mittelung im Block 107 ausgeführt werden. Der im Block 107a über die Mittelungsperiode gepufferte Satz von Erregungsverstärkungswerten 107b wird an einen Block 301 weitergeleitet, in dem sie entsprechend ihren Werten geordnet werden. Jeder der Erregungsverstärkungswerte hat seinen eigenen Index innerhalb des Satzes. Der geordnete Satz von Verstärkungsparametern 302 wird an einen Medianswert-Ersetzungsblock 303 geliefert, in den diejenigen L Erregungsverstärkungswerte, die sich am meisten vom Medianswert unterscheiden, während die Differenz einen vorbestimmten Schwellenwert über schreitet, durch den Medianswert des Parametersatzes ersetzt. Die Differenzen zwischen jedem einzelnen Parameterwert und dem Medianswert werden in einem Block 304 berechnet, und die Indizes der Erregungsverstärkungswerte für die der Absolutwert dieser berechneten Differenz einen Schwellenwert überschreitet, werden als Signal 305 an den Medianswert-Ersetzungsblock 303 mitgeteilt.First of all, they are in the block 300 labeled operations discussed on the scalar-weighted excitation gain parameters before averaging in the block 107 be carried out. The one in the block 107a set of excitation gain values buffered over the averaging period 107b is going to a block 301 forwarded by ordering them according to their values. Each of the excitation gain values has its own index within the set. The ordered set of gain parameters 302 becomes a median replacement block 303 in which those L excitation gain values that differ most from the median value while the difference exceeds a predetermined threshold are replaced by the median value of the parameter set. The differences between each parameter value and the median value are in one block 304 calculated, and the indices of the excitation gain values for which the absolute value of this calculated difference exceeds a threshold value are used as a signal 305 to the median replacement block 303 communicated.

Die Länge N der Mittelungsperiode ist vorzugsweise eine ungerade Zahl. In diesem Fall ist der Median des geordneten Satzes das Element ((N + 1)/2). Die Variable L, die die Anzahl ersetzter Parameter bestimmt, kann einen Wert zwischen 0 und N – 1 einnehmen. L kann auch ein vorbestimmter Wert (d. h. eine Konstante) sein.The length N of the averaging period is preferably an odd number. In this case the median is the ordered sentence the element ((N + 1) / 2). The variable L that the Determined number of replaced parameters, can have a value between 0 and N - 1 take in. L can also be a predetermined value (i.e., a constant).

Wenn einzelne Erregungsverstärkungswerte in solcher Weise existieren, dass die Differenz zwischen dem Erregungsverstärkungswert und dem Medianswert den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der Selektor 307 auf die Position umgeschaltet, in der die Erregungsverstärkungswerte 309 für den Mittelungsblock 107 vom Medianswert-Ersetzungsblock 303 als Signal 308 erhalten werden. Wenn jedoch für jeden der Erregungsverstärkungswerte die Differenz zwischen dem Verstärkungswert und dem Medianswert den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, wird der Selektor 307 so umgeschaltet, dass die in den Mittelungsblock 107 eingegebenen Parameter 309 direkt vom Pufferblock 107a erhalten werden.If individual excitation gain values exist in such a way that the difference between the excitation gain value and the median value exceeds the predetermined threshold, the selector becomes 307 toggled to the position where the excitation gain values 309 for the averaging block 107 from the median replacement block 303 as a signal 308 be preserved. However, for each of the excitation gain values, if the difference between the gain value and the median value does not exceed the predetermined threshold, the selector becomes 307 so switched that in the averaging block 107 entered parameters 309 directly from the buffer block 107a be preserved.

Der Umschaltzustand des Selektors 307 wird durch den Schwellenwertblock 304 mit einem Signal 306 gesteuert.The switch state of the selector 307 is through the threshold block 304 with a signal 306 controlled.

Als Nächstes werden die Operationen des Blocks 310 hinsichtlich der LSP-Koeffizienten f(k), k = 1, ..., M vor der Mittelung im Block 108 erörtert. Der im Block 108a über die Mittelungsperiode gepufferte Satz von LSP-Koeffizienten 108b wird an einen Block 311 weitergeleitet. Der spektrale Abstand der LSP-Koeffizienten f_i(k) des Rahmens i in der Mittelungsperiode zu den LSP-Koeffizienten f_j(k) des Rahmens j in der Mittelungsperiode wird entsprechend der folgenden Gleichung angenähert:

wobei M der Grad des LPC-Modells ist und f_i(k) der k-te LSP-Parameter des Rahmens i in der Mittelungsperiode ist.Next are the operations of the block 310 with regard to the LSP coefficients f (k), k = 1, ..., M before averaging in the block 108 discussed. The one in the block 108a set of LSP coefficients buffered over the averaging period 108b is going to a block 311 forwarded. The spectral distance between the LSP coefficients f _i (k) of the frame i in the averaging period and the LSP coefficients f _j (k) of the frame j in the averaging period is approximated according to the following equation:

where M is the degree of the LPC model and f _i (k) is the kth LSP parameter of frame i in the averaging period.

Um den spektralen Abstand ΔS_i der LSP-Koeffizienten f_i(k) des Rahmens i zu den LSP-Koeffizienten aller anderen Rahmen j = 1, ..., N, i ≠ j innerhalb der Mittelungsperiode der Länge N aufzufinden, wird die Summe der spektralen Abstände ΔR_ij wie folgt:In order to find the spectral distance ΔS _{i of} the LSP coefficients f _i (k) of frame i from the LSP coefficients of all other frames j = 1, ..., N, i ≠ j within the averaging period of length N, the sum the spectral distances ΔR _ij as follows:

Für alle i = 1, ..., N(ΔR_i,j = 0; d. h., der Abstand eines Parameters von sich selbst ist null) berechnet. Die in den Gleichungen (4) und (5) wiedergegebenen Operationen werden im Block 311 ausgeführt.For all i = 1, ..., N (ΔR _{i, j} = 0; ie the distance of a parameter from itself is zero) is calculated. The operations represented in equations (4) and (5) are in block 311 executed.

Der spektrale Abstand kann unter Verwendung einer Anzahl anderer Repräsentationen eines LPC-Filters angenähert werden, siehe z. B. A. H. Gray, Jr. und J. D. Markel, "Distance measures for speech processing", IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. 24, S. 380–391, 1976. Auch können als Leitungsspektralpaare z. B. "Immittance spectral pairs (ISP) verwendet werden, siehe z. B. Y. Bistritz ans S. Peller, "Immittance spectral pairs (ISP) for speech encoding", in Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Minneapolis, Minnesota, vol. 2, S. 9–12, 27.–30. April 1993.The spectral distance can be below Using a number of other representations of an LPC filter approximated be, see e.g. B. A.H. Gray, Jr. and J.D. Markel, "Distance measures for speech processing ", IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. 24, pp. 380-391, 1976. Also can as line spectral pairs z. B. "Immittance spectral pairs (ISP) are used, see e.g. B. Y. Bistritz ans S. Peller, "Immittance spectral pairs (ISP) for speech encoding ", in Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Minneapolis, Minnesota, vol. 2, pp. 9-12, 27th-30th April 1993.

Nachdem die spektralen Abstände ΔS_i im Block 311 für alle LSP-Vektoren f_i innerhalb der Mittelungsperiode aufgefunden wurde, werden diese Abstände 312 an einen Block 313 weitergeleitet. Im Ordnungsblock 313 werden die spektralen Abstände entsprechend ihren Werten geordnet. Jeder der Spektralabstandswerte wird durch einen Index mit einem LSP-Vektor innerhalb der Mittelungsperiode in Beziehung gesetzt. Der Vektor f_i mit dem kleinsten Abstand ΔS_i innerhalb der Mittelungsperiode i = 1, 2, ..., N wird als Mediansvektor f_med der Mittelungsperiode angesehen. Dieser Abstand wird als ΔS_med bezeichnet.After the spectral distances ΔS _i in the block 311 for all LSP vectors f _{i found} within the averaging period, these distances 312 on a block 313 forwarded. In the order block 313 the spectral distances are ordered according to their values. Each of the spectral distance values is related by an index to an LSP vector within the averaging period. The vector f _i with the smallest distance ΔS _i within the averaging period i = 1, 2, ..., N is regarded as the median vector f _{med of} the averaging period. This distance is called ΔS _med .

Der Satz von LSP-Koeffizientenvektoren f_i innerhalb der Mittelungsperiode wird im Block 313 entsprechend der für die spektralen Abstände aufgefundenen Reihenfolge geordnet. Dieser vom Block 313 erhaltene geordnete Satz von LSP-Vektoren 314 wird an den Medianswert-Ersetzungsblock 315 weitergeleitet. Im Block 315 werden P(0 ≤ P ≤ N – 1) LSP-Vektoren f_i durch den Median f_med ersetzt. Die Indizes dieser P Vektoren werden dadurch bestimmt, dass ΔS_i für i = 1, 2, ..., N im Block 316 durch den Median ΔS_med verglichen wird.The set of LSP coefficient vectors f _i within the averaging period is in the block 313 ordered according to the order found for the spectral distances. This one from the block 313 obtained ordered set of LSP vectors 314 is at the median replacement block 315 forwarded. In the block 315 P (0 ≤ P ≤ N - 1) LSP vectors f _{i are} replaced by the median f _med . The indices of these P vectors are determined in that ΔS _i for i = 1, 2, ..., N in the block 316 is compared by the median ΔS _med .

Demgemäß werden die Indizes betreffend f_i, für die ΔS_i – ΔS_med größer als ein Schwellenwert ist, durch das Signal 317 an den Medianswert-Ersetzungsblock 315 mitgeteilt.Accordingly, the indices relating to f _i for which ΔS _i - ΔS _{med is} larger than a threshold value are given by the signal 317 to the median replacement block 315 communicated.

Wenn die Differenz ΔS_i – ΔS_med für einige i = 1, 2, ..., N größer als ein Schwellenwert ist, wird der Selektor 319 auf eine solche Position umgeschaltet, dass der Mittelungsblock 108 die Parameter 321 als Signal 320 vom Medianswert-Ersetzungsblock 315 empfängt. Wenn jedoch ΔS_i – ΔS_med für alle i = 1, 2, ..., N kleiner als ein Schwellenwert ist, wird der Selektor 319 auf die Position umgeschaltet, in der das Eingangssignal 321 für den Mittelungsblock 108 direkt mittels des Signals 108(b) vom Pufferblock 108(a) erhalten wird.If the difference ΔS _i - ΔS _{med is} greater than a threshold value for some i = 1, 2, ..., N, the selector becomes 319 switched to such a position that the averaging block 108 the parameters 321 as a signal 320 from the median replacement block 315 receives. However, if ΔS _i - ΔS _med for all i = 1, 2, ..., N is less than a threshold value, the selector becomes 319 switched to the position where the input signal 321 for the averaging block 108 directly by means of the signal 108 (b) from the buffer block 108 (a) is obtained.

Der Selektor 319 wird durch das Signal 318 vom Schwellenwertblock 316 gesteuert.The selector 319 is through the signal 318 from the threshold block 316 controlled.

Die 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind die Operationen entsprechend der Erfindung von denen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, durch die gestrichelte Linie 400 unterschieden. Während bei der in der 4 dargestellten Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, die Mediansoperationen unabhängig für die Erregungsverstärkungswerte g und die LSP-Vektoren f_i ausgeführt werden, werden bei der Ausführungsform der 5 diese zwei Parametersätze wie folgt gemeinsam gehandhabt.The 5 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, the operations according to the invention are of those known in the art by the dashed line 400 distinguished. While at the in the 4 The embodiment shown as described above, the median operations for the excitation gain values g and the LSP vectors f _{i are} carried out independently in the embodiment of FIGS 5 these two parameter sets are handled together as follows.

Wenn ermittelt wird, dass die Parameter in einem einzelnen Rahmen durch die Medianswerte zu ersetzen sind, werden sowohl der Erregungsverstärkungswert g als auch die LSP-Vektoren f_i dieses Rahmens durch die jeweiligen Parameter des die Mediansparameter enthaltenden Rahmen ersetzt.If it is determined that the parameters in a single frame are to be replaced by the median values, both the excitation gain value g and the LSP vectors f _{i of} this frame are replaced by the respective parameters of the frame containing the median parameters.

Um die Reihenfolge der Rahmen für die Mediansersetzung aufzufinden, wird die Gleichung (4) für den angenäherten Abstand ΔR_ij zwischen den Parametern des Rahmens i und des Rahmens j in der Mittelungsperiode so revidiert, dass sowohl der Erregungsverstärkungswert g als auch der LSP-Vektor f_i wie folgt berücksichtigt werden:

wobei M der Grad des LPC-Modells ist, f_i(k) der k-te LSP-Parameter des Rahmens i der Mittelungsperiode ist und g_i der Erregungsverstärkungswert des Rahmens i ist.In order to find the order of the frames for the median replacement, equation (4) for the approximate distance ΔR _ij between the parameters of frame i and frame j in the averaging period is revised such that both the excitation gain value g and the LSP vector f _i are taken into account as follows:

where M is the degree of the LPC model, f _i (k) is the kth LSP parameter of frame i of the averaging period and g _{i is} the excitation gain value of frame i.

Um den Abstand ΔS_i der Parameter für den Rahmen i für alle i = 1, ..., N zu den Parametern aller anderen Rahmen j = 1, ..., N, i ≠ j innerhalb der Mittelungsperiode der Länge N aufzufinden, wird die Gleichung (5) nach dem Berechnen von ΔT_ij angewandt. Dann wird der Abstand ΔT_ij anstelle des Abstands ΔR_ij in der Gleichung (5) verwendet. Die durch die Gleichungen (5) und (6) wiedergegebenen Prozeduren werden im Block 401 ausgeführt. Der Gewichtungsfaktor w wird so gewählt, dass ein subjektiv bevorzugter Kompromiss zwischen dem Ausführen der Mediansersetzung entsprechend den Erregungsverstärkungswerten oder entsprechend den spektralen Abständen erzielt wird. Der subjektiv bevorzugte Kompromiss wird dadurch aufgefunden, dass Versuche mit typischen Benutzern ausgeführt werden.In order to find the distance ΔS _{i of} the parameters for frame i for all i = 1, ..., N from the parameters of all other frames j = 1, ..., N, i ≠ j within the averaging period of length N Equation (5) applied after calculating ΔT _ij . Then the distance ΔT _{ij is used} instead of the distance ΔR _ij in equation (5). The procedures represented by equations (5) and (6) are in block 401 executed. The weighting factor w is chosen such that a subjectively preferred compromise between performing the median replacement is achieved in accordance with the excitation gain values or in accordance with the spectral distances. The subjectively preferred compromise is found by running tests with typical users.

Nachdem die Abstände ΔS_i für jeden der Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode im Block 401 aufgefunden wurden, werden diese Abstände 402 an den Ordnungsblock 403 weitergeleitet. Im Ordnungsblock 403 werden die Abstände entsprechend ihren Werten geordnet. Jeder der Abstände wird durch einen Index mit einem Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode in Beziehung gesetzt. Der Rahmen mit dem kleinsten Abstand ΔS_i innerhalb der Mittelungsperiode i = 1, 2, ..., N wird als Mediansrahmen der Mittelungsperiode, mit den Parametern g_med und f_med, angesehen. Der zugehörige Abstand wird als ΔS_med bezeichnet.After the distances ΔS _i for each of the frames within the averaging period in the block 401 these distances have been found 402 to the order block 403 forwarded. In the order block 403 the distances are ordered according to their values. Each of the distances is related by an index to a frame within the averaging period. The frame with the smallest distance ΔS _i within the averaging period i = 1, 2, ..., N is regarded as the median frame of the averaging period, with the parameters g _med and f _med . The associated distance is called ΔS _med .

Die im Block 403 zu ordnenden Erregungsverstärkungswerte werden durch das Signal 107b vom Puffer 107a weitergeleitet, und die LSP-Koeffizienten werden durch das Signal 108b vom Puffer 108a weitergeleitet. Wie oben ausgeführt, wird der Satz von Parametern innerhalb der Mittelungsperiode im Block 403 entsprechend der für ihre spektralen Abstände ΔS_i aufgefundenen Reihenfolge geordnet. Der geordnete, vom Block 403 erhaltene Satz von Parametern wird als Signale 404 und 405 an den Medianswert-Ersetzungsblock 406 weitergeleitet. Im Block 406 werden die Parameter g_i und f_i für L (0 ≤ L ≤ N – 1) Rahmen durch die Parameter g_med und f_med des Mediansrahmens ersetzt. Die Indizes dieser L Vektoren werden durch Vergleichen von ΔS_i für i = 1, 2, ..., N mit dem Median ΔS_med im Block 407 bestimmt, und sie werden als Signal 408 an den Medianswert-Ersetzungsblock 406 mitgeteilt. Wenn die Differenz ΔS_i – ΔS_med im Block 407 größer als ein Schwellenwert ist, werden die Parameter g_i und f_i im Medianswert-Ersetzungsblock 406 durch g_med und f_med ersetzt. Der Wert von L kann durch vorbestimmte Minimal- und Maximalwerte begrenzt sein.The one in the block 403 Excitation gain values to be arranged are indicated by the signal 107b from the buffer 107a and the LSP coefficients are passed through the signal 108b from the buffer 108a forwarded. As stated above, the set of parameters within the averaging period is in the block 403 ordered according to the order found for their spectral distances ΔS _i . The orderly, from the block 403 received set of parameters is called signals 404 and 405 to the median replacement block 406 forwarded. In the block 406 the parameters g _i and f _i for L (0 ≤ L ≤ N - 1) frame are replaced by the parameters g _med and f _{med of} the median frame. The indices of these L vectors are compared by comparing ΔS _i for i = 1, 2, ..., N with the median ΔS _med in the block 407 determined and they are used as a signal 408 to the median replacement block 406 communicated. If the difference ΔS _i - ΔS _med in the block 407 is greater than a threshold, the parameters g _i and f _i in the median replacement block 406 replaced by g _med and f _med . The value of L can be limited by predetermined minimum and maximum values.

Wenn die Differenz ΔS_i – ΔS_med für einige i = 1, 2, ..., N größer als ein Schwellenwert ist, wird der Selektor 410 so umgeschaltet, dass der Mittelungsblock 108 die Parameter 321 als Signal 411 vom Medianswert-Ersetzungsblock 406 empfängt und der Mittelungsblock 107 die Parameter 309 vom Medianswert-Ersetzungsblock 406 als Signal 412 empfängt. Wenn jedoch ΔS_i – ΔS_med für alle i = 1, 2, ..., N kleiner als ein Schwellenwert ist, wird der Selektor 410 so umgeschaltet, dass das Eingangssignal 321 an den Mittelungsblock 104 über ein Signal 108b direkt vom Pufferblock 108a erhalten wird und das Eingangssignal 309 in den Mittelungsblock 107 über ein Signal 107b direkt vom Pufferblock 107a erhalten wird. Der Selektor 410 wird durch das Signal 409 durch den Schwellenwertblock 407 gesteuert.If the difference ΔS _i - ΔS _{med is} greater than a threshold value for some i = 1, 2, ..., N, the selector becomes 410 so switched that the averaging block 108 the parameters 321 as a signal 411 from the median replacement block 406 receives and the averaging block 107 the parameters 309 from the median replacement block 406 as a signal 412 receives. However, if ΔS _i - ΔS _med for all i = 1, 2, ..., N is less than a threshold value, the selector becomes 410 switched so that the input signal 321 to the averaging block 104 about a signal 108b directly from the buffer block 108a is obtained and the input signal 309 in the averaging block 107 about a signal 107b directly from the buffer block 107a is obtained. The selector 410 is through the signal 409 through the threshold block 407 controlled.

Zusätzlich zum Subtrahieren des Mediansabstand von einem individuellen Abstand (durch Berechnen von ΔS_i – ΔS_med) kann in den Blöcken 316 und 407 die Differenz zwischen jedem Einzelabstand und dem Mediansabstand z. B. dadurch berechnet werden, dass der Einzelabstand durch den Mediansabstand geteilt wird (d. h. durch Berechnen von ΔS_i/ΔS_med). Dies kann in den meisten Fällen ein bevorzugtes Verfahren sein, da es eine relative, oder normierte, Abweichung einer Einzelabstand vom Mediansabstand, unabhängig von den Absolutwerten der Abstände ΔS_i und ΔS_med auffindet.In addition to subtracting the median distance from an individual distance (by calculating ΔS _i - ΔS _med ) in the blocks 316 and 407 the difference between each individual distance and the median distance z. B. can be calculated by dividing the individual distance by the median distance (ie by calculating ΔS _i / ΔS _med ). In most cases, this can be a preferred method since it finds a relative, or normalized, deviation of a single distance from the median distance, regardless of the absolute values of the distances ΔS _i and ΔS _med .

Bevor nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, wird auf die 6 Bezug genommen, die ein vereinfachtes Blockdiagramm des sendeseitigen (TX) Sprachcodierer-DTX-Systems ist. Das von einem Analog/Digital-Wandler eingehende Signal 601 wird Rahmen für Rahmen im Sprachcodierer 602 verarbeitet. Wie zuvor beträgt die Länge des Rahmens typischerweise 20 ms. Die Abtastfrequenz des Sprachsignals 601 beträgt im Allgemeinen 8 kHz. Der Sprachcodierer 602 codiert die eingehende Sprache Rahmen für Rahmen in einen Satz von Parametern 603, die an das Funkuntersystem 611 der digitalen Mobilfunkeinheit geliefert werden, um zur Empfangsseite (RX) gesendet zu werden.Before a further embodiment of the invention is described, reference is made to the 6 Reference is made to a simplified block diagram of the transmitter side (TX) speech encoder DTX system. The signal coming from an analog / digital converter 601 becomes frame by frame in the speech coder 602 processed. As before, the length of the frame is typically 20 ms. The sampling frequency of the speech signal 601 is generally 8 kHz. The speech encoder 602 encodes the incoming language frame by frame into a set of parameters 603 connected to the radio subsystem 611 of the digital mobile radio unit to be sent to the reception side (RX).

Der Betrieb des DTX-Mechanismus wird durch eine auf der TX-Seite ausgeführte Sprachaktivitätserkennung (VAD) indirekt gesteuert. Die Grundfunktion der VAD 604 besteht darin, zwischen Rauschen bei vorhandender Sprache und Rauschen ohne vorhandene Sprache zu unterscheiden. Die VAD 604 arbeitet kontinuierlich, um auszuwerten, ob das Eingangssignal Sprache enthält oder nicht. Der Betrieb der VAD 604 beruht auf dem Sprachcodierer 602 und ihren internen Variablen 605. Das Ausgangssignal der VAD 604 ist ein binäres VAD-Flag 606, das den Wert 1 hat, wenn Sprache vorhanden ist, und das null entspricht, wenn keine Sprache vorhanden ist. Die VAD 604 arbeitet auf rahmenbezogener Basis, wie es z. B. durch GSM 06.82 spezifiziert ist.The operation of the DTX mechanism is indirectly controlled by voice activity detection (VAD) on the TX side. The basic function of the VAD 604 is to distinguish between noise in the presence of speech and noise in the absence of speech. The VAD 604 works continuously to evaluate whether the input signal contains speech or not. Operation of the VAD 604 is based on the speech encoder 602 and their internal variables 605 , The output signal of the VAD 604 is a binary VAD flag 606 , which has a value of 1 if there is language and zero if there is no language. The VAD 604 works on a frame-based basis, such as B. is specified by GSM 06.82.

Der Sprachcodierer-DTX-Handler 612 lässt kontinuierlich Verkehrsrahmen, die durch ein binäres SP-Flag 607 einzeln markiert werden, kontinuierlich an das Funkuntersystem 611 durch. Das SP-Flag 607 zeigt dem Funkuntersystem 611 an, ob der vom DTX-Handler 612 durchgelassene Verkehrsrahmen ein Sprachrahmen (SP-Flag = "1") oder ein sogenannter Silence-Descriptor(SID)-Rahmen ist (oder eine Parametermeldung für Hintergrund-Beruhigungsrauschen; SP-Flag = "0"). Das Funkuntersystem 611 steuert die Zeitplanung der Rahmen für Übertragung über die Luftschnittstelle auf Grundlage des Zustands des SP-Flags 607.The speech encoder DTX handler 612 continuously leaves traffic frames by a binary SP flag 607 be marked individually, continuously to the radio subsystem 611 by. The SP flag 607 shows the radio subsystem 611 whether the DTX handler 612 passed traffic frame is a speech frame (SP flag = "1") or a so-called silence descriptor (SID) frame (or a parameter message for background calming noise; SP flag = "0"). The radio subsystem 611 controls the scheduling of frames for air interface transmission based on the state of the SP flag 607 ,

Ein Grundproblem in Zusammenhang mit der vorstehend genannten Verwendung von DTX besteht darin, dass akustisches Hintergrundrauschen, das gemeinsam mit der Sprache übertragen wird, verschwinden kann, wenn die Übertragung über die Luftschnittstelle endet, was zu einer Diskontinuität des Hintergrundrauschens auf der RX-Seite führt. Da das DTX-Schalten schnell auftreten kann, hat sich herausgestellt, dass dieser Effekt für den Hörer unangenehm sein kann. Dies gilt insbesondere in Umgebungen mit hohem Pegel des Hintergrundrauschens, wie in einem Fahrzeug. Im schlimmsten Fall kann dieser Effekt dazu führen, dass die Sprache nicht mehr erkennbar ist.A basic problem related with the above use of DTX is that acoustic background noise that is transmitted along with the speech may disappear when the air interface transmission ends, resulting in a discontinuity background noise on the RX side. Because the DTX switching is fast It has been found that this effect is uncomfortable for the listener can be. This is especially true in high level environments of background noise, like in a vehicle. In the worst Case this effect can cause that the language is no longer recognizable.

Eine derzeit bevorzugte Lösung für dieses Problem besteht darin, auf der RX-Seite synthetisches Rauschen (d. h. Hintergrund-Beruhigungsrauschen) ähnlich dem Hintergrundrauschen auf der TX-Seite zu erzeugen, wenn die Übertragung beendet wird. Wie oben beschrieben, werden die erforderlichen Parameter für die Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen im Sprachcodierer auf der TX-Seite (Block 608 in der 6) ausgewertet und in SID-Rahmen an die RX-Seite gesendet, bevor die Funkübertragung abgeschaltet wird, und danach mit einer niedrigen Wiederholungsrate. Dies erlaubt es, das während Sprachinaktivität auf der RX-Seite erzeugte Hintergrund-Beruhigungsrauschen an Änderungen des Hintergrundrauschens auf der TX-Seite anzupassen.A currently preferred solution to this problem is to generate synthetic noise (ie background calming noise) on the RX side similar to the background noise on the TX side when the transmission is terminated. As described above, the parameters required for the generation of background calming noise in the speech coder on the TX side (block 608 in the 6 ) evaluated and sent in SID frames to the RX side before the radio transmission is switched off, and afterwards with a low repetition rate. This allows the background calming noise generated on the RX side during speech inactivity to be adjusted to changes in the background noise on the TX side.

Es hat sich gezeigt, dass Hintergrund-Beruhigungsrauschen guter subjektiver Qualität auf der RX-Seite erzeugt werden kann, wenn die auf der TX-Seite bewerteten Parameter für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen den Pegel und die Spektraleinhüllende des akustischen Hintergrundrauschens geeignet repräsentieren. Diese Eigenschaften des Hintergrundrauschens variieren zeitabhängig auf geringe Weise, und um daher eine gute Repräsentation zu erzielen, müssen die Parameter des Sprachcodierers, die den Pegel und die Spektraleinhüllende des Hintergrundrauschens beschreiben, über einige wenige Sprachrahmen gemittelt werden. In den DTX-Systemen mit voller Rate innerhalb GSM und in Sprachcodierern mit erweiteter voller Rate (siehe GSM 06.31 und GSM 06.81) beträgt die Länge der SID-Mittelungsperiode vier Sprachrahmen bzw. acht Sprachrahmen von 20 Millisekunden Dauer.It has been shown that background soothing noise good subjective quality can be generated on the RX side if that on the TX side rated parameters for the background soothing noise level and spectral envelope of the represent acoustic background noise appropriately. These properties background noise varies slightly over time, and therefore a good representation to achieve the parameters of the speech encoder, the level and the spectral envelope of the Describe background noise over a few speech frames be averaged. In the DTX systems at full rate within GSM and in speech coders with extended full rate (see GSM 06.31 and GSM 06.81) the length the SID averaging period four language frames or eight language frames of 20 milliseconds in duration.

Um den ersten SID-Rahmen, der Parameter für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen enthält, auszuwerten und am Ende eines Sprachbursts an die RX-Seite zu senden, bevor die Übertragung abgeschaltet wird, wird die oben genannte Überhangsperiode eingeführt. Diese Überhangsperiode ist eine Periode, während der von der VAD 604 Sprachinaktivität erkannt wurde (d. h. VAD-Flag 606 "0"), jedoch die Übertragung der Sprachrahmen noch nicht abgeschaltet wurde (d. h. SP-Flag 607 = "1"). Diesbezüglich kann ebenfalls auf die 7 Bezug genommen werden. Während der Überhangsperiode ist garantiert, da die VAD 604 Sprachinaktivität erkannt hat, dass die Sprachrahmen nur rauschen (und keine Sprache) enthalten, und so können diese Überhangsrahmen für die Mittelung der Sprachcodierparameter verwendet werden, um die Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen auszuwerten.In order to evaluate the first SID frame, which contains parameters for the background calming noise, and to send it to the RX side at the end of a speech burst before the transmission is switched off, the above-mentioned overhang period is introduced. This overhang period is a period during which the VAD 604 Speech inactivity was detected (ie VAD flag 606 "0"), but the transmission of the speech frames has not yet been switched off (ie SP flag 607 = "1"). In this regard, the 7 Be referenced. During the overhang period is guaranteed as the VAD 604 Spra China activity has recognized that the speech frames contain only noise (and no speech), and so these overhang frames can be used for averaging the speech coding parameters in order to evaluate the parameters for background calming noise.

Die Länge der Überhangsperiode ist durch die Länge der SID-Mittelungsperiode bestimmt, d. h., dass die Länge der Überhangsperiode ausreichend lang sein muss, um die Mittelung der Parameter abzuschließen, bevor die sich ergebenden Parameter für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen in einen SID-Rahmen zu übertragen sind. Im DTX-System mit einem Vollrate-Sprachcodierer in GSM entspricht die Länge der Überhangsperiode vier Rahmen (der Länge der SID-Mittelungsperiode), da die Auswertetechnik für Hintergrund-Beruhigungsrauschen nur Parameter aus den vorigen Rahmen verwendet, um einen aktualisierten SID-Rahmen verfügbar zu machen. Im DTX-System mit Sprachcodierer mit erweiteter voller Rate in GSM entspricht die Länge der Überhangsperiode sieben Rahmen (der Länge der SID-Mittelungsperiode minus eins), da die Parameter des achten Rahmens der SID-Mittelungsperiode vom Sprachcodierer erhalten werden können, während der erste SID-Rahmen verarbeitet wird. Die 7 veranschaulicht die Konzepte der Überhangsperiode und der SID-Mittelungsperioden im DTX-System für den Sprachcodierer mit erweiteter Vollrate in GSM.The length of the overhang period is determined by the length of the SID averaging period, that is, the length of the overhang period must be long enough to complete the averaging of the parameters before translating the resulting background calming noise parameters into a SID frame are. In the DTX system with a full-rate speech coder in GSM, the length of the overhang period corresponds to four frames (the length of the SID averaging period), since the evaluation technique for background calming noise only uses parameters from the previous frames in order to make an updated SID frame available do. In the DTX system with extended full rate speech encoder in GSM, the length of the overhang period corresponds to seven frames (the length of the SID averaging period minus one), since the parameters of the eighth frame of the SID averaging period can be obtained from the speech encoder during the first SID Frame is processed. The 7 illustrates the concepts of the overhang period and SID averaging periods in the DTX system for the speech encoder with extended full rate in GSM.

Am Ende der Überhangsperiode wird der erste SID-Rahmen gesendet, und der Auswertungsalgorithmus für Hintergrund-Beruhigungsrauschen fährt damit fort, die Eigenschaften des Hintergrundrauschens auszuwerten, und er leitet die aktualisierten SID-Rahmen Rahmen für Rahmen an das Funkuntersystem 611 weiter, solange die VAD 604 damit fortfährt, Sprachinaktivität zu erkennen. Der TX-DTX-Handler 612 informiert den Auswertungsalgorithmus 608 für Hintergrund-Beruhigungsrauschen unter Verwendung eines Flags 609 über den Abschluss einer SID-Mittelungsperiode. Das Flag 609 ist normalerweise auf "0" rückgesetzt, und es wird immer dann auf "1" gesetzt, wenn ein aktualisierter SID-Rahmen an das Funkuntersystem 611 weiterzuleiten ist. Wenn das Flag 609 gesetzt ist, führt der Auswertungsalgorithmus 608 für Hintergrund-Beruhigungsrauschen die Mittelung von Parametern aus, um einen aktualisierten SID-Rahmen für das Funkuntersystem 611 verfügbar zu machen. Die aktualisierten SID-Rahmen werden an das Funkuntersystem 611 geliefert, und sie werden auch in einen SID-Speicherblock 610 eingeschrieben, der den jüngsten SID-Rahmen für späteren Gebrauch speichert.At the end of the overhang period, the first SID frame is sent, and the background calming noise evaluation algorithm continues to evaluate the properties of the background noise and forwards the updated SID frames frame by frame to the radio subsystem 611 continue as long as the VAD 604 continues to recognize speech inactivity. The TX-DTX handler 612 informs the evaluation algorithm 608 for background calming noise using a flag 609 on the completion of a SID averaging period. The flag 609 is normally reset to "0" and is set to "1" whenever an updated SID frame is sent to the radio subsystem 611 is to be forwarded. If the flag 609 is set, the evaluation algorithm performs 608 for background calming noise, the averaging of parameters to create an updated SID frame for the radio subsystem 611 to make available. The updated SID frames are sent to the radio subsystem 611 supplied, and they are also placed in a SID block of memory 610 registered which stores the most recent SID frame for later use.

Wenn, zu Ende des Sprachbursts, weniger als 24 Rahmen verstrichen sind, seit der letzte SID-Rahmen berechnet und an das Funkuntersystem weitergeleitet wurde, wird der letzte SID-Rahmen wiederholt aus dem SID-Speicher 610 abgerufen und an das Funkuntersystem 611 weitergeleitet. Dies erfolgt, bis ein neuer aktualisierter SID-Rahmen verfügbar ist, d. h., dass dieser Prozess andauert, bis die SID-Mittelungsperiode erneut abgeschlossen ist. Diese Technik reduziert die Sendeaktivität in Fällen, in denen kurze Spitzen im Hintergrundrauschen als Sprache interpretiert werden, da es nicht erforderlich ist, die Überhangsperiode am Ende des Sprachbursts einzufügen, um dazu in der Lage zu sein, einen neuen SID-Rahmen zu berechnen.If, at the end of the speech burst, less than 24 frames have passed since the last SID frame was calculated and forwarded to the radio subsystem, the last SID frame is repeated from the SID memory 610 accessed and to the radio subsystem 611 forwarded. This continues until a new updated SID frame is available, that is, this process continues until the SID averaging period is completed again. This technique reduces transmission activity in cases where short peaks in the background noise are interpreted as speech, since it is not necessary to insert the overhang period at the end of the speech burst in order to be able to calculate a new SID frame.

Die 8 zeigt als Beispiel den längstmöglichen Sprachburst ohne Überhang. Das Binärflag 613 wird dazu verwendet, dem SID-Speicher 610 mitzuteilen, wann ein neuer, aktualisierter SID-Rahmen in ihn einzuspeichern ist und wann der zuletzt aktualisierte SID-Rahmen vom SID-Speicher 610 an das Funkuntersystem 611 zu liefern ist. Der SID-Speicher 610 bestimmt, ob der SID-Rahmen während jedes Rahmens zu speichern oder zu senden, wenn das SP-Flag 607 auf "0" steht.The 8th shows the longest possible speech burst without overhang as an example. The binary flag 613 is used to store the SID 610 to notify when a new, updated SID frame is to be stored in it and when the last updated SID frame from the SID memory 610 to the radio subsystem 611 is to be delivered. The SID memory 610 determines whether to save or send the SID frame during each frame when the SP flag 607 is set to "0".

Das Binärflag 614 ist im DTX-System eines Sprachcodierers mit erweiterter Vollrate in GSM auch dazu erforderlich, den Rauschen-Bewertungsalgorithmus über das Ende der Überhangsperiode zu informieren. Das Flag 614 ist normalerweise auf "0" rückgesetzt, und es wird für die Dauer eines Rahmens auf "1" gesetzt, wenn der erste SID-Rahmen nach einem Sprachburst zu senden ist, wenn ihm eine Überhangsperiode vorangeht.The binary flag 614 is also required in the DTX system of a speech encoder with extended full rate in GSM to inform the noise evaluation algorithm about the end of the overhang period. The flag 614 is normally reset to "0" and is set to "1" for the duration of a frame if the first SID frame is to be sent after a speech burst if it is preceded by an overhang period.

Die 9 ist ein Blockdiagramm des Sprachdecodierers auf der Empfangs(RX)seite des DTX-Systems. Der eingehende Satz von Sprachcodierparametern 701 vom Funkuntersystem 700 der digitalen Mobilfunkeinheit wird Rahmen für Rahmen im Sprachdecodierer 702 verarbeitet, um ein Sprachsignal 703 zu synthetisieren, das an einen Digital/Analog-Wandler 704 geliefert wird. Der Digital/Analog-Wandler 704 erzeugt ein Audiosignal für den zuhörenden Benutzer.The 9 is a block diagram of the speech decoder on the receive (RX) side of the DTX system. The incoming set of speech coding parameters 701 from the radio subsystem 700 the digital mobile radio unit becomes frame by frame in the speech decoder 702 processed to a speech signal 703 to synthesize that to a digital to analog converter 704 is delivered. The digital / analog converter 704 generates an audio signal for the listening user.

Das RX-DTX-System empfängt das binäre SP-F1ag 705 vom Funkuntersystem, das die Funktion des SP-Flags auf der TX-Seite widerspiegelt, d. h., es gilt SP-Flag = "1", wenn ein Sprachrahmen empfangen wird und SP-Flag = "0", wenn entweder ein SID-Rahmen empfangen wird oder die Übertragung beendet wird. Das ebenfalls vom Funkuntersystem 700 empfangene Binärflag 706 informiert den Erzeugungsalgorithmus 707 für Hintergrund-Beruhigungsrauschen über die Existenz eines neu empfangenen SID-Rahmens, d. h., dass das Flag normalerweise auf "0" rückgesetzt ist, und dass es immer dann auf "1" gesetzt wird, wenn das SP-Flag 705 "0" ist und ein neues SID-Rahmen empfangen wird.The RX-DTX system receives the binary SP-F1ag 705 from the radio subsystem, which reflects the function of the SP flag on the TX side, ie SP flag = "1" if a speech frame is received and SP flag = "0" if either a SID frame is received or the transmission is ended. This also from the radio subsystem 700 received binary flag 706 informs the generation algorithm 707 for background calming noise about the existence of a newly received SID frame, ie that the flag is normally reset to "0" and that it is set to "1" whenever the SP flag 705 " Is 0 "and a new SID frame is received.

Wenn das SP-Flag 705 = "0" ist, d. h., wenn diskontinuierliche Übertragung aktiv ist, erzeugt der Erzeugungsblock 707 für Hintergrund-Beruhigungsrauschen im Sprachdecodierer 702 Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf Grundlage der Repräsentation der Eigenschaften des Hintergrundrauschens auf der TX-Seite, wie in den SID-Rahmen empfangen. Aktualisierte SID-Rahmen werden mit der niedrigen Wiederholungsrate während diskontinuierlicher Übertragung empfangen, und die decodierten Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen werden zwischen den aktualisierten SID-Rahmen interpoliert, um für gleichmäßige Übergänge hinsichtlich der Eigenschaften des Hintergrund-Beruhigungsrauschens zu sorgen.If the SP flag 705 = "0", ie if discontinuous transmission is active, the generation block generates 707 for background calming noise in the speech decoder 702 Background soothing noise based on the representation of the properties of the background noise on the TX side as received in the SID frame. Updated SID frames are received at the low repetition rate during discontinuous transmission, and the decoded parameters for trailing Grund calming noise is interpolated between the updated SID frames to ensure smooth transitions in the properties of the background calming noise.

Beim DTX-System mit einem Vollrate-Sprachcodierer in GSM werden immer dann, wenn neuer, aktualisierter SID-Rahmen zu berechnen ist und an das Funkuntersystem 611 (6) zu liefern ist, die die Eigenschaften (den Pegel und das Spektrum) des Hintergrundrauschens beschreibenden Parameter über die SID-Mittelungsperiode gemittelt und skalar unter Verwendung derselben Quantisierungsschemas quantisiert, die zum Quantisieren im normalen Sprachcodiermodus verwendet werden. In ähnlicher Weise werden, wenn im Vollrate-Sprachcodierer 702 in GSM ein SID-Rahmen eintrifft, die Silence-Descriptor- Mittelungsperiode unter Verwendung derselben Entquantisierungsschemas decodiert, wie sie im normalen Sprachdecodiermodus verwendet werden (siehe z. B. GSM 06.12).With the DTX system with a full-rate speech encoder in GSM, the radio subsystem is sent whenever a new, updated SID frame has to be calculated 611 ( 6 ) is to be provided which averages and scalarly quantizes the properties (level and spectrum) of the background noise parameters over the SID averaging period using the same quantization schemes used to quantize in normal speech coding mode. Similarly, when in the full rate speech encoder 702 a SID frame arrives in GSM which decodes the silence descriptor averaging period using the same dequantization schemes as used in the normal speech decoding mode (see e.g. GSM 06.12).

Im DTX-System werden bei einem Sprachcodierer mit erweiterter Vollrate in GSM die das Spektrum des Hintergrundrauschens beschreibenden Parameter (die LSP-Parameter) über die SID-Mittelungsperiode gemittelt, wenn ein neuer SID-Rahmen zu berechnen ist, und sie werden unter Verwendung vorhersagender Quantisierungstabellen, wie sie ebenfalls zur Quantisierung dieser Parameter im normalen Sprachcodiermodus verwendet werden, Vektor-quantisiert. Im Decodierer 702 werden diese Spektralparameter unter Verwendung derselben vorhersagenden Entquantisierungstabellen entquantisiert, wie sie im normalen Sprachdecodiermodus verwendet werden. Die den Pegel des Hintergrundrauschens beschreibenden Parameter (die feste Codebuch-Verstärkung) werden über die SID-Mittelungsperiode gemittelt, wenn ein neuer SID-Rahmen zu berechnen ist, und sie werden unter Verwendung der skalar-vorhersagenden Quantisierungstabelle quantisiert, die auch zur Quantisierung dieser Parameter im normalen Sprachcodiermodus verwendet wird. Im Decodier werden diese Verstärkungsparameter unter Verwendung derselben vorhersagenden Entquantisierungstabelle entquantisiert, die im normalen Sprachdecodiermodus verwendet wird (siehe GSM 06.62).In the DTX system, in an extended full rate speech encoder in GSM, the parameters describing the spectrum of the background noise (the LSP parameters) are averaged over the SID averaging period when a new SID frame is to be calculated, and they are used using predictive quantization tables , as are also used to quantize these parameters in normal speech coding mode, vector quantized. In the decoder 702 these spectral parameters are de-quantized using the same predictive de-quantization tables as used in normal speech decoding mode. The parameters describing the level of background noise (the fixed codebook gain) are averaged over the SID averaging period when a new SID frame is to be calculated, and they are quantized using the scalar predictive quantization table, which is also used to quantize these parameters is used in normal speech coding mode. In the decoder, these gain parameters are de-quantized using the same predictive de-quantization table used in the normal speech decoding mode (see GSM 06.62).

Jedoch erschwert es die Adaptivität vorhersagender Quantisierer, diesen Typ eines Quantisierungsschemas zum Quantisieren von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu verwenden, die in SID-Rahmen zu liefern sind. Da die Übertragung während Sprachinaktivität beendet wird, existiert keine Art, die Vorhersageeinrichtungen im Quantisierer und Entquantisierers des Codierers bzw. Decodierers, mit Synchronisation auf rahmenbezogener Basis, aufrecht zu erhalten. Jedoch können die Vorhersageeinrichtungswerte für die Quantisierer lokal im Codierer und Decodierer wie folgt auf dieselbe Weise ausgewertet werden. Die quantisierten LSP-Parameter und die festen Codebuch-Verstärkungsparameter der sieben jüngsten Sprachrahmen werden lokal sowohl im Codierer 602 als auch im Decodierer 702 gespeichert. Wenn die Überhangsperiode am Ende eines Sprachbursts geendet hat, werden diese abgespeicherten Parameter gemittelt. Die erhaltenen gemittelten Parameter, die der Bezugs-LSP-Parametervektor f^ref und die Bezugs-Codebuch-Festverstärkung g_c ^ref sind, haben dann sowohl im Codierer 602 als auch im Decodierer 702 dieselben Werte, da wegen der Quantisierung während des normalen Sprachcodiermodus in beiden derselbe quantisierte LSP-Wert und feste Codebuch-Verstärkungswert verfügbar sind (wenn fehlerfreie Übertragung angenommen wird). Die gemittelten Werte des Bezugs-LSP-Parametervektors f^ref und der Bezugs-Codebuch-Festverstärkung g_c ^ref werden dann eingefroren, bis das nächste Mal eine Überhangsperiode nach einem Sprachburst auftritt, und sie werden anstelle der normalen Vorhersagewerte in den Quantisierungsalgorithmen zum Quantisieren der Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet.However, the adaptivity of predictive quantizers makes it difficult to use this type of quantization scheme to quantize background quieting noise parameters to be delivered in SID frames. Since the transmission is terminated during speech inactivity, there is no way to maintain the predictor in the quantizer and de-quantizer of the encoder or decoder, with frame-based synchronization. However, the predictor values for the quantizers can be evaluated locally in the encoder and decoder in the same way as follows. The quantized LSP parameters and the fixed codebook gain parameters of the seven most recent speech frames are local to both the encoder 602 as well as in the decoder 702 saved. If the overhang period has ended at the end of a speech burst, these stored parameters are averaged. The averaged parameters obtained, which are the reference LSP parameter vector f ^ref and the reference codebook fixed gain g _c ^ref , then have both in the encoder 602 as well as in the decoder 702 same values because the same quantized LSP value and fixed codebook gain value are available in both due to quantization during normal speech coding mode (if error-free transmission is assumed). The averaged values of the reference LSP parameter vector f ^ref and the reference codebook fixed gain g _c ^ref are then frozen until the next time there is an overhang period after a speech burst, and they are used instead of the normal predictive values in the quantization algorithms to quantize the parameters used for background soothing noise.

Es wird erneut auf die 9 Bezug genommen, gemäß der ein RX-DTX-Handler 708 das SP-Flag 705 als Eingangssignal empfängt und das Binärflag 709 ausgibt, das normalerweise auf "0" rückgesetzt ist und das dann für die Dauer eines Rahmens auf "1" gesetzt wird, wenn eine Überhangsperiode nach einem Sprachburst aufgetreten ist. Das Flag 709 wird im DTX-System des Sprachcodierers 702 mit erweiterter Vollrate in GSM dazu benötigt, den Erzeugungsalgorithmus 707 für Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu informieren, wann eine Mittelung zum Aktualisieren des Bezugs-LSP-Parametervektors f^ref und der Bezugs-Codebuch-Festverstärkung g_c ^ref auszuführen ist (siehe GSM 06.62). Ein Verfahren zum Bestimmen des Werts des Flags 709 ist in der früher eingereichten finnischen Patentanmeldung FI953252 und in der entsprechenden, am 28. Juni 1996 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/672,932 und in der PCT-Anmeldung "PCT/FI96/00369", die in Verbindung mit diesem Dokument studiert werden sollten, beschrieben.It is again on the 9 Referred to according to an RX-DTX handler 708 the SP flag 705 receives as an input signal and the binary flag 709 which is normally reset to "0" and which is then set to "1" for the duration of a frame if an overhang period has occurred after a speech burst. The flag 709 is in the DTX system of the speech encoder 702 with an extended full rate in GSM is required for the generation algorithm 707 for background calming noise to inform when averaging to update the reference LSP parameter vector f ^ref and the reference codebook fixed gain g _c ^{ref is} to be carried out (see GSM 06.62). A method of determining the value of the flag 709 is in the previously filed Finnish patent application FI953252 and in the corresponding US patent application filed on June 28, 1996 with serial number 08 / 672,932 and in PCT application "PCT / FI96 / 00369", which are studied in connection with this document should be described.

Zusammengefasst gesagt, werden in vielen modernen Sprachcodierern die Sprachcodierparameter unter Verwendung vorhersagender Verfahren quantisiert. Dies beinhaltet, dass im Quantisierer ein Versuch unternommen wird, den zu quantisierenden Wert so gut wie möglich vorherzusagen. Bei diesen Typen vorhersagender Quantisierer wird typischerweise die Differenz oder der Quotient zwischen dem tatsächlichen Parameterwert und dem vorhergesagten Parameterwert quantisiert und an die Empfangsseite geliefert. Auf der Empfangsseite verfügt der entsprechende Entquantisierer über eine ähnliche Vorhersageeinrichtung wie der Quantisierer. Infolgedessen kann der auf der TX-Seite quantisierte Parameterwert durch Addieren oder Multiplizieren des empfangenen Differenz- bzw. Quotientenwerts mit dem Vorhersagewert reproduziert werden.In summary, in many modern speech coders the speech coding parameters under Quantitative use of predictive methods. This includes, that an attempt is made in the quantizer to quantify the Value as good as possible predict. These types of predictive quantizers typically the difference or quotient between the actual Parameter value and the predicted parameter value quantized and delivered to the reception side. The corresponding one is on the reception side Dequantizer over a similar Prediction device like the quantizer. As a result, the parameter value quantized on the TX side by adding or Multiply the received difference or quotient value by be reproduced from the predicted value.

Bei derartigen vorhersagenden Quantisierer ist die Vorhersageeinrichtung typischerweise adaptiv ausgebildet, so dass das Quantisierungsergebnis dazu verwendet wird, die Vorhersageeinrichtung nach jeder Quantisierung zu aktualisieren. Die Vorhersageeinrichtungen des Quantisierers und des Entquantisierers werden beide unter Verwendung des reproduzierten, quantisierten Parameterwerts aktualisiert, um die Vorhersageeinrichtungen synchronisiert zu halten.In such predictive quantizers, the prediction device is typically designed to be adaptive, so that the quantization result is used to update the prediction device after each quantization. The predictor of the quantizer and the dequantizer who both updated using the reproduced, quantized parameter value to keep the predictors synchronized.

Das Adaptionsvermögen der vorhersagenden Quantisierer erschwert es, diesen Typ eines Quantisierungsschemas zum Quantisieren von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen, die in SID-Rahmen gesendet werden, zu verwenden. Da die Übertragung während Sprachinaktivität beendet wird, existiert kein Weg, die Vorhersageeinrichtungen im Quantisierer und Entquantisierer des Codierers 602 und des Decodierers 702 auf rahmenbezogener Basis synchronisiert zu halten.The adaptability of the predictive quantizers makes it difficult to use this type of quantization scheme to quantize background quieting noise parameters sent in SID frames. Since the transmission is terminated during speech inactivity, there is no way the predictor in the quantizer and de-quantizer of the encoder 602 and the decoder 702 keep synchronized on a frame-by-frame basis.

Jedoch wäre es wünschenswert, zur Quantisierung von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen dieselben Quantisierungstabellen zu verwenden, wie sie durch die vorhersagenden Quantisierer im normalen Sprachcodiermodus verwendet werden. Dies würde es erforderlich machen, die Vorhersage während diskontinuierlicher Übertragung auf nicht-adaptive Weise auszuführen. Die Vorhersageeinrichtungen sollten über Werte verfügen, die so nahe wie möglich bei den gemittelten Parameterwerten des aktuellen Hintergrundrauschens liegen, damit die Quantisierer dazu in der Lage sind, die Schwankungen in den Parameterwerten aufgrund von Änderungen in den Eigenschaften des Hintergrundrauschens zu codieren. Dieselben vorhersagten Werte sollten, vorzugsweise, im Quantisierer und im Entquantisierer verfügbar sein.However, it would be desirable for quantization of parameters for Background calming noise same quantization tables to use as used by the predictive quantizer in normal Voice encoding mode can be used. This would require the prediction during discontinuous transmission to perform in a non-adaptive manner. The predictors should have values that as close as possible with the averaged parameter values of the current background noise so that the quantizers are able to compensate for the fluctuations in the parameter values due to changes in the properties of the background noise. The same predicted values should, preferably, be available in the quantizer and dequantizer.

Wie bereits angegeben, besteht eine Technik zum Erhalten guter Vorhersagewerte zum Quantisieren des in SID-Rahmen zu liefernden Hintergrund-Beruhigungsrauschens darin, die quantisierten Parameterwerte im normalen Sprachcodiermodus während der Überhangsperiode zu speichern und am Ende derselben einen Mittelwert der gespeicherten, quantisierten Parameterwerte zu berechnen. Dann werden die gemittelten Werte für die Vorhersageeinrichtung eingefroren, bis die nächste Überhangsperiode auftritt. Jedoch besteht ein Problem bei diesem Verfahren darin, dass der Sprachdecodierer 702, hinsichtlich derjenigen DTX-Techniken, die denen beim GSM ähnlich sind, nicht weiß, wann am Ende eines Sprachbursts eine Überhangsperiode existiert.As previously stated, one technique for obtaining good predictive values for quantizing the background quieting noise to be provided in SID frames is to store the quantized parameter values in the normal speech coding mode during the overhang period and, at the end of the same, to compute an average of the stored quantized parameter values. Then the averaged values for the predictor are frozen until the next overhang period occurs. However, a problem with this method is that the speech decoder 702 , with regard to those DTX techniques which are similar to those in GSM, do not know when an overhang period exists at the end of a speech burst.

So besteht ein Gesichtspunkt der Erfindung darin, eine Technik zum Informieren des Sprachdecodierers 702 über die Existenz einer Überhangsperiode am Ende eines Sprachbursts zu schaffen. Dies wird vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, dass die Information zur Überhangsperiode als Nebeninformation im SID-Rahmen (oder in der Parametermeldung zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen) vom Sprachcodierer 602 an den Sprachdecodierer 702 geliefert wird.Thus, one aspect of the invention is a technique for informing the speech decoder 702 about the existence of an overhang period at the end of a speech burst. This is preferably accomplished by the fact that the information on the overhang period as secondary information in the SID frame (or in the parameter message for background calming noise) from the speech coder 602 to the speech decoder 702 is delivered.

Um das Verfahren gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung zu veranschaulichen, wird auf die 10 Bezug genommen. In der 10 wird das Binärflag 709 nicht mehr vom RX-DTX-Handler erzeugt, sondern statt dessen wird es vom Codierer 602 gesendet und im ersten SID-Rahmen vom Sendekanal empfangen. Der RX-DTX-Handlerblock 708 ist nicht mehr zu Zwecken einer Entquantisierung unter Verwendung der in dieser Erfindung beschriebenen Vorhersageverfahren erforderlich, da das Flag 709 nicht mehr lokal im Decodierer 702 erzeugt werden muss. Gemäß dieser Erscheinungsform der Erfindung wird das Flag 709 im ersten SID-Rahmen auf "1" gesetzt, wenn diesem eine Überhangsperiode vorangeht. Wenn dem ersten SID-Rahmen keine Überhangsperiode vorangeht, wird das Flag 709 im ersten SID-Rahmen auf "0" rückgesetzt. Im zweiten und weiteren SID-Rahmen der Einfügeperiode mit Hintergrund-Beruhigungsrauschen ist das Flag 709 immer auf "0" rückgesetzt.To illustrate the method according to this aspect of the invention, reference is made to the 10 Referred. In the 10 becomes the binary flag 709 no longer generated by the RX-DTX handler, but instead by the encoder 602 sent and received by the transmission channel in the first SID frame. The RX-DTX handler block 708 is no longer required for dequantization using the prediction methods described in this invention since the flag 709 no longer locally in the decoder 702 must be generated. According to this aspect of the invention, the flag 709 set to "1" in the first SID frame if this is preceded by an overhang period. If the first SID frame is not preceded by an overhang period, the flag 709 reset to "0" in the first SID frame. The flag is in the second and further SID frames of the insertion period with background calming noise 709 always reset to "0".

Ein Vorteil dieser Erscheinungsform der Erfindung besteht darin, dass es für den DTX-Handler 708 im Sprachcodierer nicht erforderlich ist, lokal die Existenz einer Überhangsperiode am Ende eines Sprachbursts zu bestimmen. Dies beseitigt einen Teil der Rechenbelastung vom Sprachdecodierer 702 und verringert die Anzahl der vom RX-DTX-Handler 708 verwendeten Programmanweisungen.An advantage of this aspect of the invention is that it is for the DTX handler 708 it is not necessary in the speech coder to determine locally the existence of an overhang period at the end of a speech burst. This removes some of the computational burden from the speech decoder 702 and reduces the number of RX-DTX handlers 708 program instructions used.

Ein weiterer Vorteil davon, dass dem Decodierer 702 die Information betreffend die Existenz einer Überhangsperiode bereitgestellt wird, besteht darin, dass es nun möglich ist, die Pseudorauschen-Erregungsgeneratoren im Codierer 602 und im Decodierer 702 jedesmal dann, wenn eine Überhangsperiode endet, synchron neu zu initialisieren.Another advantage of being the decoder 702 The information about the existence of an overhang period is that it is now possible to use the pseudo noise excitation generators in the encoder 602 and in the decoder 702 re-initialize synchronously each time an overhang period ends.

Ein anderer Vorteil damit, dass dem Decodierer 702 die Information betreffend die Existenz der Überhangsperiode bereitgestellt wird, besteht darin, dass die Interpolation der empfangenen Parameter zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf verschiedene Arten abhängig davon ausgeführt werden kann, ob eine Überhangsperiode am Ende eines Sprachbursts vorhanden ist oder nicht, um wahrgenommene stufenförmige Änderungen im Pegel oder Spektrum des Hintergrund-Beruhigungsrauschens zu verringern, wenn kurze Sprachbursts auftreten.Another advantage of having the decoder 702 The information about the existence of the hangover period is that the interpolation of the received parameters to the background calming noise can be carried out in different ways depending on whether there is a hangover period at the end of a speech burst or not, by perceived step-like changes in level or reduce the spectrum of background calming noise when short speech bursts occur.

Bevor die Funktion der Erfindung weiter detailliert beschrieben wird, wird auf die 12 und 13 Bezug genommen, um ein drahtloses Benutzerterminal oder eine Mobilstation 10 zu veranschaulichen, wie sie zum Realisieren der Erfindung geeignet sind, wobei jedoch keine Beschränkung auf ein Zellenfunktelefon oder eine persönliche Kommunikationseinrichtung besteht. Die Mobilstation 10 verfügt über eine Antenne 12 zum Senden von Signalen an eine Basisstelle oder eine Basisstation 30 und zum Empfangen von Signalen von dieser. Die Basisstation 30 ist Teil eines Zellennetzwerks, das über eine Basisstations/Mobilvermittlungszentrale/Zusammenarbeitsfunktion (BMI = Base Station/Mobile Switching Center/Interworking function) 32 mit einer Mobilvermittlungszentrale (MSC) 34 verfügen kann. Die MSC 34 sorgt für eine Verbindung zu landgebundenen Weitverkehrssystemen, wenn die Mobilstation 10 an einem Anruf beteiligt ist. In Zusammenhang mit dieser Offenbarung kann die Mobilstation 10 als Sendeseite und die Basisstation als Empfangsseite bezeichnet werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Basisstation 30 geeignete Empfänger und Sprachdecodierer zum Empfangen und Verarbeiten codierter Sprachparameter und auch von DTX-Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen, wie unten beschrieben, enthält.Before the function of the invention is described in further detail, reference is made to the 12 and 13 Referred to a wireless user terminal or a mobile station 10 to illustrate how they are suitable for practicing the invention, but without being limited to a cellular radio telephone or a personal communication device. The mobile station 10 has an antenna 12 for sending signals to a base station or a base station 30 and for receiving signals therefrom. The base station 30 is part of a cell network that uses a base station / mobile switching center / collaboration function (BMI = Base Station / Mobile Switching Center / Interworking function) 32 with a mobile switching center (MSC) 34 can dispose of. The MSC 34 provides a connection to land-based long-distance systems when the mobile station 10 involved in a call. In connection with this Of the mobile station 10 be referred to as the transmitting side and the base station as the receiving side. It is assumed that the base station 30 suitable receivers and speech decoders for receiving and processing encoded speech parameters and also DTX parameters for background soothing noise, as described below.

Die Mobilstation enthält einen Modulator (MOD) 14A, einen Sender 14, einen Empfänger 16, einen Demodulator (DEMOD) 16A und eine Steuerung 18, die Signale an den Sender 14 und den Empfänger 16 liefert und von diesen empfängt. Zu diesen Signalen gehören Signalgabeinformation entsprechend dem Luftschnittstellenstandard des angewendeten Zellensystems sowie Benutzersprachdaten und/oder vom Benutzer erzeugte Daten. Es wird davon ausgegangen, dass der Luftschnittstellenstandard für diese Erfindung eine physikalische und eine logische Rahmenstruktur enthält, wobei jedoch die Lehre dieser Erfindung auf keinerlei spezielle Struktur oder auf den Gebrauch alleine bei einer IS-136 oder einer ähnlichen kompatiblen Mobilstation oder nur zur Verwendung bei Systemen vom TDMA-Typ beschränkt sein soll. Es wird auch davon ausgegangen, dass der Luftschnittstellenstandard einen DTX-Betriebsmodus unterstützt.The mobile station contains a modulator (MOD) 14A , a transmitter 14 , a recipient 16 , a demodulator (DEMOD) 16A and a controller 18 , the signals to the transmitter 14 and the recipient 16 delivers and receives from them. These signals include signaling information in accordance with the air interface standard of the cell system used, as well as user language data and / or data generated by the user. The air interface standard for this invention is believed to include a physical and a logical frame structure, however, the teachings of this invention are of no particular structure or for use alone with an IS-136 or similar compatible mobile station, or for use only in systems should be limited by the TDMA type. The air interface standard is also believed to support a DTX operating mode.

Es ist zu beachten, dass die Steuerung 18 auch die Schaltungsanordnung enthält, die dazu erforderlich ist, die Audio- und Logikfunktionen der Mobilstation zu implementieren. Z. B. kann die Steuerung 18 aus einem digitalen Signalprozessor, einem Mikroprozessor und verschiedenen Analog/Digital-Wandlern, Digital/Analog-Wandlern und anderen Hilfsschaltungen bestehen. Die Steuerungs- und Signalverarbeitungsfunktionen der Mobilstation werden zwischen diesen Einrichtungen entsprechend ihren jeweiligen Fähigkeiten zugewiesen. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird davon ausgegangen, dass die Steuerung 18 die erforderlichen Sprachcodierer- und andere Funktionen zum Implementieren der verbesserten Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen sowie die DTX-Verfahren und die DTX-Vorrichtung gemäß dieser Erfindung beinhaltet. Diese Funktionen können ganz in Software, ganz in Hardware oder mit einer Mischung von Hardware und Software implementiert werden.It should be noted that the control 18 also includes the circuitry necessary to implement the audio and logic functions of the mobile station. For example, the controller 18 consist of a digital signal processor, a microprocessor and various analog / digital converters, digital / analog converters and other auxiliary circuits. The control and signal processing functions of the mobile station are assigned between these devices according to their respective capabilities. For the purposes of this disclosure, it is believed that control 18 includes the required speech encoder and other functions to implement the improved background soothing noise generation, as well as the DTX methods and the DTX device according to this invention. These functions can be implemented entirely in software, entirely in hardware, or with a mixture of hardware and software.

Eine Benutzerschnittstelle beinhaltet einen herkömmlichen Ohrhörer oder einen Lautsprecher 17, einen Sprachwandler wie ein herkömmliches Mikrofon 19 in Kombination mit einem A/D-Wandler und einem Sprachcodierer, ein Display 20 und ein Benutzereingabegerät, typischerweise eine Tastatur 20, die alle mit der Steuerung 18 verbunden sind. Die Tastatur 22 beinhaltet die herkömmlichen numerischen (0–9) und einschlägigen Tasten (#, *) 22a sowie andere Tasten 22b, die zum Bedienen der Mobilstation 10 verwendet werden. Zu diesen anderen Tasten 22b können z. B. eine Taste SENDEN, verschiedene Menüdurchroll- und programmierbare Tasten sowie eine Spannungseinschalttaste PWR gehören. Die Mobilstation 10 beinhaltet auch eine Batterie 26 zum Versorgen der verschiedenen Schaltkreise, die zum Betreiben der Mobilstation erforderlich sind, mit Spannung.A user interface includes a conventional earphone or speaker 17 , a speech converter like a conventional microphone 19 in combination with an A / D converter and a speech encoder, a display 20 and a user input device, typically a keyboard 20 all with control 18 are connected. The keyboard 22 contains the conventional numeric (0–9) and relevant keys (#, *) 22a as well as other buttons 22b that are used to operate the mobile station 10 be used. To these other buttons 22b can e.g. B. include a SEND key, various menu scroll and programmable keys and a power switch PWR. The mobile station 10 also includes a battery 26 to power the various circuits required to operate the mobile station.

Die Mobilstation 10 verfügt auch über verschiedene Speicher, die gemeinsam als Speicher 24 dargestellt sind, in denen eine Anzahl von Konstante und Variablen gespeichert sind, die von der Steuerung 18 während des Betriebs der Mobilstation genutzt werden. Z. B. speichert der Speicher 24 die Werte verschiedener Parameter des Zellensystems sowie das Nummernzuweisungsmodul (NAM = number assignment module). Im Speicher 24 (typischerweise einem ROM) ist auch ein Betriebssystem zum Steuern des Betriebs der Steuerung 18 gespeichert. Der Speicher 24 kann auch Daten, einschließlich Benutzermeldungen, speichern, wie sie von der BMI 32 empfangen werden, bevor die Meldungen dem Benutzer angezeigt werden. Der Speicher 24 beinhaltet auch Routinen zum Implementieren der unten beschriebenen Verfahren hinsichtlich der Übertragung von Parametern zu Hintergrund-Beruhigungsrauschen während DTX-Betriebs.The mobile station 10 also has different memories, collectively called memory 24 are shown, in which a number of constants and variables are stored by the controller 18 be used during the operation of the mobile station. For example, the memory saves 24 the values of various parameters of the cell system and the number assignment module (NAM). In the storage room 24 (typically a ROM) is also an operating system for controlling the operation of the controller 18 saved. The memory 24 can also store data, including user messages, as provided by the BMI 32 be received before the messages are displayed to the user. The memory 24 also includes routines for implementing the methods described below regarding the transmission of parameters to background calming noise during DTX operation.

Es ist zu beachten, dass die Mobilstation 10 in einem Fahrzeug angebracht sein kann oder ein Handgerät sein kann. Ferner ist zu beachten, dass die Mobilstation 10 mit einem oder mehreren Luftschnittstellenstandards, Modulationstypen und Zugriffstypen arbeiten kann. Z. B. kann die Mobilstation dazu in der Lage sein, mit einer beliebigen Anzahl anderer Standards neben IS-136, wie GSM, zu arbeiten. So sollte es deutlich sein, dass die Lehre der Erfindung nicht dahingehend auszulegen ist, dass sie auf irgendeinen speziellen Typ einer Mobilstation oder eines Schnittstellenstandards beschränkt wäre.It should be noted that the mobile station 10 may be installed in a vehicle or may be a handheld device. It should also be noted that the mobile station 10 can work with one or more air interface standards, modulation types and access types. For example, the mobile station may be able to work with any number of other standards besides IS-136, such as GSM. Thus, it should be clear that the teaching of the invention should not be construed as being limited to any particular type of mobile station or interface standard.

Obwohl die Erfindung nachfolgend speziell in Zusammenhang mit einer IS-136-Ausführungsform beschrieben wird, sei erneut darauf hingewiesen, dass die Lehre der Erfindung nicht nur auf diesen einen Schnittstellenstandard beschränkt ist.Although the invention is below especially in connection with an IS-136 embodiment is again pointed out that the teaching the invention not only on this one interface standard limited is.

Hinsichtlich DTX auf einem digitalen Verkehrskanal (IS-136.1, Rev. A, Section 2.3.11.2) strahlt der Sender 14, wenn er sich im hohen DTX-Zustand befindet, einen Leistungspegel ab, der durch den zuletzt von der Mobilstation 10 empfangenen Leistungseinstellbefehl angegeben ist (Initial Traffic Channel Designation message, Digital Traffic Channel (DTC) Designation message, Handoff message, Dedicated DTC Handoff message, oder Physical Layer Control message).With regard to DTX on a digital traffic channel (IS-136.1, Rev. A, Section 2.3.11.2) the transmitter shines 14 when it is in the high DTX state, a power level decreased by the last one from the mobile station 10 received power setting command is specified (Initial Traffic Channel Designation message, Digital Traffic Channel (DTC) Designation message, Handoff message, Dedicated DTC Handoff message, or Physical Layer Control message).

Im niedrigen DTX-Zustand bleibt der Sender 14 ausgeschaltet. Das Signal CDVCC wird mit Ausnahme der Übertragung von FACCH (Fast Associated Control Channel)-Meldungen nicht gesendet. Alle SACCH(Slow Associated Control Channel)-Meldungen, wie sie durch die Mobilstation 10 zu senden sind, während der niedrige DTX-Zustand vorliegt, werden als FACCH-Meldung gesendet, woraufhin der Sender 14 erneut in den ausgeschalteten Zustand zurückkehrt, solange nicht diskontinuierliche Übertragung (DTX) auf andere Weise gesperrt wurde.The transmitter remains in the low DTX state 14 switched off. The CDVCC signal is not sent except for the transmission of FACCH (Fast Associated Control Channel) messages. All SACCH (Slow Associated Control Channel) messages as sent by the mobile station 10 to be sent while the DTX state is low are sent as a FACCH message, whereupon the transmitter 14 returns to the off state again unless discontinuous transmission (DTX) is used in any other way was blocked.

Wenn es die Mobilstation 10 wünscht, vom hohen in den niedrigen DTX-Zustand umzuschalten, kann sie alle ablaufenden SACCH-Meldungen im hohen DTX-Zustand abschließen oder die Übertragung von SACCH-Meldungen beenden und die unterbrochenen SACCH-Meldungen, in ihrer Gesamtheit, als FACCH-Meldungen im niedrigen DTX-Zustand erneut senden.If it is the mobile station 10 wishes to switch from high to low DTX state, it can complete all running SACCH messages in high DTX state or terminate the transmission of SACCH messages and the interrupted SACCH messages in their entirety as FACCH messages in low Resend DTX state.

Wenn eine Mobilstation vom hohen in den niedrigen DTX-Zustand umschaltet, muss sie einen Übergangszustand durchlaufen, in dem sich die Sendeleistung auf dem hohen DTX-Pegel befindet, bis alle anhängigen FACCH-Meldungen vollständig gesendet wurden.If a mobile station from the high Switching to the low DTX state, it must be in a transition state run through in which the transmission power is at the high DTX level located until all pending FACCH messages complete have been sent.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verbleibt die Mobilstation 10 im Übergangszustand, bis ein Block zu Hintergrund-Beruhigungsrauschen (aus sechs DTX-Überhangsschlitzen und der einschlägigen Parametermeldung zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen) vollständig gesendet wurde. Der Block zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen wird ohne Unterbrechung gesendet. Wenn irgendwelche anderen FACCH-Meldungsschlitze mit dem Senden des Blocks zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen zusammenfallen, verzögert die Mobilstation 10 das Senden entweder der FACCH-Meldung oder des Blocks zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen, um das eine vor dem anderen zu senden, wobei jedoch in jedem Fall die FACCH-Meldungen effektiv so gruppiert oder abgesondert werden, dass sie die für das Senden des Blocks zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendeten Schlitze nicht unterbrechen oder stehlen. Dies gewährleistet die bestverfügbare Qualität an Hintergrund-Beruhigungsrauschen, wie sie von einem Decodierer für Sprache/Hintergrund-Beruhigungsrauschen in einer Basisstation erzeugt wird.In the preferred embodiment of the invention, the mobile station remains 10 in the transition state until a block for background calming noise (consisting of six DTX overhang slots and the relevant parameter message for background calming noise) has been completely sent. The background soothing noise block is sent without interruption. If any other FACCH message slots coincide with the background calm noise block being sent, the mobile station will delay 10 sending either the FACCH message or the background quieting block to send one before the other, but in any case the FACCH messages are effectively grouped or segregated to be the same as the background sending block - Do not interrupt or steal slots used to calm you down. This ensures the best available quality of background calming noise as generated by a speech / background calming noise decoder in a base station.

Diesbezüglich wird auf die am 25. September 1997 mit dem Titel "Tansmission of Comfort Noise Parameters During Discontinuous Transmission" von Seppo Alanärä und Pekka Kapanen eingereichte, ebenfalls anhängige US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/936,755, mit derselben Rechtsnachfolgerin, Bezug genommen.In this regard, on September 25th 1997 with the title "Tansmission of Comfort Noise Parameters During Discontinuous Transmission "by Seppo Alanärä and Pekka Kapanen, also pending US patent application serial number 08 / 936,755, with the same legal successor.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird die unten in der Tabelle 1 angegebene Parametermeldung zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN) auf dem digitalen Rück-Verkehrskanal (RDTC = reverse digital traffic channel), speziell dem logischen FACCH-Kanal, gesendet, und sie enthält 38 Bits, von denen 26 Bits einen LSF-Restvektor enthalten, der unter Verwendung desselben auf Split-Vektor-Quantisierungs(SVQ)-Codebuchs quantisiert wird, wie es im Sprachcodec gemäß IS-641 verwendet wird. Die Quantisierungs/Entquantisierungsalgorithmen des Sprachcodecs werden modifiziert, um es zu ermöglichen, dieses Codebuch zu verwenden. Die LSP-Parameter liefern einen Schätzwert für die Spektraleinhüllende des Hintergrundrauschens auf der Sendeseite, unter, vorzugsweiser, Verwendung eines LPC-Modells zehnter Ordnung für das Spektrum.According to a special embodiment the parameter message specified in Table 1 below becomes Background calming noise (CN) on the digital return traffic channel (RDTC = reverse digital traffic channel), especially the logical one FACCH channel, and it contains 38 bits, of which 26 bits contain a residual LSF vector using the same Split vector quantization (SVQ) codebook is quantized as it in the speech codec according to IS-641 is used. The quantization / dequantization algorithms of the speech codec are modified to allow to use this codebook. The LSP parameters provide an estimate of the spectral envelope of the Background noise on the transmit side, under, preferred, use of a 10th order LPC model for the spectrum.

Die nächsten 8 Bits enthalten einen Quantisierungsindex für die Energie des Hintergrund-Beruhigungsrauschens, der die Energie des Hintergrundrauschens auf der Sendeseite beschreibt. Die restlichen 4 Bits in der Meldung werden zum Senden eines RESC(Random Excitation Spectral Control)-Informationselements verwendet.The next 8 bits contain one Quantization index for the energy of the background calming noise, the the energy of the background noise on the transmission side. The remaining 4 bits in the message are used to send a RESC (Random Excitation Spectral Control) information elements are used.

Tabelle 1 Meldungsformat

Table 1 Message format

Zusammengefasst gesagt, werden die im Abschnitt "Hintergrund" dieser Patentanmeldung erörterten Probleme dadurch berücksichtigt, dass, auf der Empfangsseite, synthetisches Rauschen erzeugt wird, das dem Hintergrundrauschen auf der Sendeseite ähnlich ist. Die Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN) werden auf der Sendeseite abgeschätzt und an die Empfangsseite übertragen, bevor die Funkübertragung abgeschaltet wird, und danach mit regelmäßiger niedriger Rate. Dies erlaubt es, das Hintergrund-Beruhigungsrauschen an die Änderungen des Rauschens auf der Sendeseite anzupassen. Der DTX-Mechanismus gemäß dieser Erfindung nutzt das Folgende: eine Sprachaktivitätsdetektor(VAD)-Funktion 21 (12) auf der Sendeseite; eine Bewertung in der Steuerung 18 zum akustischen Hintergrundrauschen auf der Sendeseite, um Charakteristikparameter an die Empfangsseite zu senden; und eine Erzeugung ähnlichen Rauschens, das als Hintergrund-Beruhigungsrauschen bezeichnet wird, während Perioden, in denen die Funkübertragung ausgeschaltet ist, auf der Empfangsseite.In summary, the problems discussed in the "Background" section of this patent application are addressed by generating, on the receiving side, synthetic noise that is similar to the background noise on the transmitting side. The background calming noise (CN) parameters are estimated on the transmitting side and transmitted to the receiving side before the radio transmission is switched off and then at a regular low rate. This allows the background calming noise to adapt to the changes in the noise on the transmission side. The DTX mechanism according to this invention uses the following: a voice activity detector (VAD) function 21 ( 12 ) on the sending side; an assessment in the controller 18 to acoustic background noise on the transmitting side to send characteristic parameters to the receiving side; and generation of similar noise, called background calming noise, during periods when radio transmission is turned off on the receiving side.

Zusätzlich zu diesen Funktionen wird, wenn sich zeigt, dass die auf der Empfangsseite eintreffenden Parameter durch Fehler ernsthaft zerstört sind, die Sprache oder das Hintergrund-Beruhigungsrauschen statt dessen aus substituierten Daten erzeugt, um es zu vermeiden, für den Hörer störende Audioeffekte zu erzeugen.In addition to these functions if it turns out that the parameters arriving on the receiving side seriously destroyed by mistakes are the language or the background calming noise instead generated from substituted data, in order to avoid it, audio effects disturbing the listener to create.

Die sendeseitige DTX-Funktion leitet kontinuierlich Rahmen, die jeweils mit einem SP-Flag markiert sind, an den Funksender 14 weiter, wobei das SP-Flag = "1" einen Sprachrahmen anzeigt und das SP-F1ag = "0" einen codierten Satz von Parametern für Hintergrund-Beruhigungsrauschen anzeigt. Die zeitliche Planung der Rahmen zur Übertragung über die Luftschnittstelle wird durch den Funksender 14 auf Grundlage des SP-Flags gesteuert.The transmission-side DTX function continuously sends frames, each marked with an SP flag, to the radio transmitter 14 further, where the SP flag = "1" indicates a speech frame and the SP-F1ag = "0" indicates an encoded set of parameters for background soothing noise. The radio transmitter schedules the frames for transmission over the air interface 14 controlled based on the SP flag.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und um eine genaue Verifizierung der sendeseitigen DTX-Funktionen zu erlauben, werden alle Rahmen vor dem Rücksetzen der Mobilstation 10 so behandelt, als wären sie Sprachrahmen für eine unendlich lange Zeit. Daher werden die ersten sechs Rahmen nach jedem nach jedem Rücksetzen immer mit dem SP-Flag = "1" markiert, selbst dann, wenn VAD-Flag = "0" (Überhangsperiode siehe die 14) gilt.In a preferred embodiment of the invention, and to allow accurate verification of the transmit DTX functions, all frames are cleared before the mobile station is reset 10 treated as if they were language frames for an infinitely long time. Therefore, the first six frames after each after each reset are always marked with the SP flag = "1", even if the VAD flag = "0" (see the overhang period in FIG 14 ) applies.

Der Sprachaktivitätsdetektor (VAD) 21 arbeitet kontinuierlich, um zu ermitteln, um zu ermitteln, ob das Eingangssignal vom Mikrofon 19 Sprache enthält. Das Ausgangssignal ist ein Binärflag (VAD-Flag = "1" bzw. VAD-Flag = "0") auf rahmenbezogener Basis.The voice activity detector (VAD) 21 works continuously to determine to determine whether the input signal from the microphone 19 Contains language. The output signal is a binary flag (VAD flag = "1" or VAD flag = "0") on a frame-related basis.

Das VAD-Flag steuert indirekt, über die unten beschriebenen sendeseitigen DTX-Handleroperationen, den gesamten DTX-Betrieb auf der Sendeseite.The VAD flag controls indirectly through the DTX handler operations described below, all DTX operation on the transmission side.

Immer dann, wenn VAD-Flag = "1" gilt, wird der sprachcodierte Ausgangsrahmen direkt an den Funksender 14 weitergeleitet, markiert mit dem SP-Flag = "1".Whenever the VAD flag = "1", the speech-coded output frame is sent directly to the radio transmitter 14 forwarded, marked with the SP flag = "1".

Am Ende eines Sprachbursts (Übergang vom VAD-Flag = "1" auf das VAD-Flag = "0") sind sieben aufeinanderfolgende Rahmen dazu erforderlich, einen neu aktualisierten Satz von CN-Parametern verfügbar zu machen. Normalerweise werden die ersten sechs Sprachcodierer-Ausgangsrahmen nach dem Ende eines Sprachbursts direkt an den Funksender 14 weitergeleitet, markiert mit dem SP-Flag = "1", um dadurch die "Überhangsperiode" zu erzeugen. Der erste neue Satz von CN-Parametern wird dann als siebter Rahmen nach dem Ende des Sprachbursts an den Funksender 14 weitergeleitet, markiert mit dem SP-Flag = "0" (siehe die 14).At the end of a speech burst (transition from VAD flag = "1" to VAD flag = "0"), seven consecutive frames are required to make a newly updated set of CN parameters available. Typically, the first six speech encoder output frames go directly to the radio transmitter after the end of a speech burst 14 forwarded, marked with the SP flag = "1" to thereby generate the "overhang period". The first new set of CN parameters is then sent to the radio transmitter as the seventh frame after the end of the speech burst 14 forwarded, marked with the SP flag = "0" (see the 14 ).

Wenn jedoch, am Ende des Sprachbursts, weniger als 24 Rahmen verstrichen sind, seit der letzte Satz von CN-Parametern berechnet und an den Funksender 14 weitergeleitet wurde, wird der letzte Satz von CN-Parametern wiederholt an den Funksender 14 weitergeleitet, bis ein neu aktualisierter Satz von CN-Parametern verfügbar ist (sieben aufeinanderfolgende Rahmen, die mit dem VAD-Flag = "0" markiert sind). Dies verringert die Aktivität auf der Luftschnittstelle in Fällen, in denen kurze Spitzen von Hintergrundrauschen als Sprache interpretiert werden, in dem der "Überhang" vermieden wird, der auf die Berechnung der CN-Parameter wartet. Die 15 zeigt ein Beispiel für den längstmöglichen Sprachburst ohne Überhang.However, if, at the end of the speech burst, less than 24 Frames have passed since the last set of CN parameters were calculated and sent to the radio transmitter 14 the last set of CN parameters is repeated to the radio transmitter 14 forwarded until a newly updated set of CN parameters is available (seven consecutive frames marked with the VAD flag = "0"). This reduces activity on the air interface in cases where short peaks of background noise are interpreted as speech by avoiding the "overhang" that is waiting for the CN parameters to be calculated. The 15 shows an example of the longest possible speech burst without overhang.

Wenn einmal der erste Satz von CN-Parametern nach dem Ende eines Sprachbursts berechnet und an den Funksender 14 weitergeleitet wurde, fährt der sendeseitige DTX-Handler mit dem Berechnen und Weiterleiten aktualisierter Sätze von CN-Parametern an die Funkschnittstelle 14, markiert mit dem SP-Flag = "0", fort, solange VAD-Flag = "0" gilt.Once the first set of CN parameters are calculated after the end of a speech burst and sent to the radio transmitter 14 has been forwarded, the transmitting DTX handler continues with the calculation and forwarding of updated sets of CN parameters to the radio interface 14 , marked with the SP flag = "0", as long as the VAD flag = "0" applies.

Der Sprachcodierer wird in einem normalen Sprachcodiermodus betrieben, wenn SP-Flag = "1" gilt, und in einem vereinfachten Modus, wenn SP-Flag = "0" gilt, da nicht alle Codiererfunktionen zur Auswertung von CN-Parametern erforderlich sind.The speech encoder is in one operates in normal speech coding mode when SP flag = "1" and in a simplified mode, if SP flag = "0", since not all Encoder functions required for the evaluation of CN parameters are.

Im Funksender 14 werden die folgenden Verkehrsrahmen für den Sendevorgang zeitlich geplant. Alle mit dem SP-F1ag = "1" markierten Rahmen; der erste mit dem SP-F1ag = "0" markierte Rahmen nach einem oder mehreren Rahmen mit SP-Flag = "1"; die mit SP = "0" markierten Rahmen, die zur Übertragung von Aktualisierungsmeldungen für CN-Parameter geplant sind.In the radio transmitter 14 the following traffic frames are scheduled for the transmission process. All frames marked with the SP-F1ag = "1"; the first frame marked with the SP-F1ag = "0" after one or more frames with the SP flag = "1"; the frames marked with SP = "0", which are planned for the transmission of update messages for CN parameters.

Dies hat den Gesamteffekt eines Übergangs in den niedrigen DTX-Zustand nach dem Senden einer CN-Parametermeldung, wenn der Sprecher zu sprechen aufhört. Während Sprachpausen wird der Sendevorgang mit, z. B., regelmäßigen Intervallen zur Übertragung einer CN-Parametermeldung aufgenommen, oder zum Aktualisieren des erzeugten Hintergrund-Beruhigungsrauschens auf der Empfangsseite.This has the overall effect of a transition to the low DTX state after sending a CN parameter message, when the speaker stops speaking. During pauses in speech, the Send process with, e.g. B., regular intervals for transmission a CN parameter message, or to update the generated background calming noise on the reception side.

Der Auswertungsalgorithmus für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen nutzt die unquantisierten und quantisierten (z. B.) Linearvorhersage(LP)-Parameter des Sprachcodierers unter Verwendung der LSP(Line Spectral Pair)-Repräsentation, wobei der unquantisierte LSF(Line Spectral Frequency)-Vektor durch f^t = [f₁f₂ ... f₁₀] gegeben ist und der quantisierte LSF-Vektor durch f^t = (f₁f₂ ... f₁₀) gegeben ist, wobei t die Transponierte bezeichnet. Der Algorithmus nutzt auch das LP-Restsignal r(n) jedes Unterrahmens zum Berechnen des Parameters der Zufallserregungsverstärkung und des RESC(Random Excitation Spectral Control)-Parameters.The background calming noise evaluation algorithm uses the unquantized and quantized (e.g.) linear prediction (LP) parameters of the speech encoder using the LSP (Line Spectral Pair) representation, whereby the unquantized LSF (Line Spectral Frequency) vector f ^t = [f ₁ f ₂ ... f ₁₀ ] and the quantized LSF vector is given by f ^t = (f ₁ f ₂ ... f ₁₀ ), where t denotes the transpose. The algorithm also uses the LP residual signal r (n) of each subframe to calculate the random excitation gain parameter and the RESC (Random Excitation Spectral Control) parameter.

Der Algorithmus berechnet die folgenden Parameter zur Unterstützung bei der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen: Den Bezugs-LSF-Parametervektor f^ref (Mittelwert der quantisierten LSF-Parameter der Überhangsperiode); den gemittelten LSF-Parametervektor f^mean (Mittelwert der LSF-Parameter der sieben jüngsten Rahmen); die gemittelte Zufallserregungsverstärkung g_cn ^mean (Mittelwert der Zufalls-Erregungsverstärkungswerte der sieben jüngsten Rahmen); die Zufallserregungsverstärkung g_cn und die RESC-Parameter Λ.The algorithm calculates the following parameters to assist in the generation of background calming noise: the reference LSF parameter vector f ^ref (mean of the quantized LSF parameters of the overhang period); the mean LSF parameter vector f ^mean (mean value of the LSF parameters of the seven most recent frames); the average random excitation gain g _cn ^mean (average of the random excitation _gain ^{values of} the seven most recent frames); the random excitation gain g _cn and the RESC parameters Λ.

Diese Parameter liefern Information zum Spektrum (f, f ^, f ^ ^ref, f^mean, Λ) und zum Pegel (g_cn, g_cn ^mean) des Hintergrundrauschens.These parameters provide information about the spectrum (f, f ^, f ^ ^ref , f ^mean , Λ) and the level (g _cn , g _cn ^mean ) of the background noise.

Drei (f^mean, Λ und g_cn ^mean) der ausgewerteten Parameter zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen werden in eine spezielle FACCH-Meldung, die hier als Parametermeldung für Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN) bezeichnet wird, zum Senden an die Empfangsseite codiert. Da der Bezugs-LSF-Parametervektor f ^ ^ref auf dem Codierer und im Decodierer auf dieselbe Weise ausgewertet werden kann, wie unten beschrieben, ist keine Übertragung dieses Parametervektors erforderlich.Three (f ^mean , Λ and g _cn ^mean ) of the evaluated parameters for background calming noise are encoded in a special FACCH message, which is referred to here as a parameter message for background calming noise (CN), for transmission to the receiving side. Since the reference LSF parameter vector f ^ ^ref can be evaluated on the encoder and in the decoder in the same way as described below, no transfer of this parameter vector is necessary.

Die CN-Parametermeldung dient auch zum Starten der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Empfangsseite, da eine CN-Parametermeldung immer am Ende eines Sprachbursts gesendet wird, d. h. vor dem Beenden der Funkübertragung.The CN parameter message also serves to start generating background calming noise the receiving side, since a CN parameter message is always at the end of a Speech bursts are sent, d. H. before ending the radio transmission.

Oben wurde unter Bezugnahmen auf die 7 und 8 die zeitliche Planung von CN-Parametermeldungen oder Sprachrahmen auf der Funkübertragungsstrecke beschrieben.Above was referring to the 7 and 8th described the scheduling of CN parameter messages or speech frames on the radio transmission link.

Zur Bewertung des Hintergrundrauschens gehört die Berechnung dreier Arten gemittelter Parameter: Der LSF-Parameter, des Zufallserregungs-Parameters und der RESC-Parameter. Die Parameter zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen, die in eine Parametermeldung zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu codieren sind, werden über die CN-Mittelungsperiode von N = 7 aufeinanderfolgenden, mit VAD = "0" markierten Rahmen berechnet, wie unten detaillierter beschrieben.To evaluate the background noise heard the calculation of three types of averaged parameters: the SPF parameter, the random excitation parameter and the RESC parameters. The parameters to background calming noise that is in a parameter message to encode background soothing noises are encoded through the CN averaging period calculated from N = 7 consecutive frames marked with VAD = "0" as below described in more detail.

Vor dem Mitteln der LSF-Parameter über die CN-Mittelungsperiode wird am Satz der zu mittelnden LSF-Parameter eine Mediansersetzung ausgeführt, um die Parameter, die für das Hintergrundrauschen auf der Sendeseite nicht charakteristisch sind, zu entfernen. Als Erstes werden die spektralen Abstände jedes der LSF-Parametervektoren f(i) zu den anderen LSF-Parametervektoren f(j), i = 0 ... 6, j = 0 ... 6, i ≠ j innerhalb der CN-Mittelungsperiode gemäß der folgenden Gleichung angenähert:

wobei f_i(k) der k-te LSF-Parameter des LSF-Parametervektors f(i) im Rahmen i ist.Before averaging the LSF parameters over the CN averaging period, a median replacement is performed on the set of LSF parameters to be averaged in order to remove the parameters that are not characteristic of the background noise on the transmission side. First, the spectral distances of each of the LSF parameter vectors f (i) to the other LSF parameter vectors f (j), i = 0 ... 6, j = 0 ... 6, i ≠ j within the CN averaging period approximated according to the following equation:

where f _i (k) is the kth LSF parameter of the LSF parameter vector f (i) in frame i.

Um den spektralen Abstand ΔS_i des LSF-Parametervektors f(i) zu den LSF-Parametervektoren f(j) aller anderen Rahmen j = 0 ... 6, j ≠ i innerhalb der CN-Mittelungsperiode aufzufinden, wird die Summe der spektralen Abstände ΔR_ij wie folgt berechnet:

was für alle i = 0 ... 6, i ≠ j erfolgt.In order to find the spectral distance ΔS _{i of} the LSF parameter vector f (i) from the LSF parameter vectors f (j) of all other frames j = 0 ... 6, j ≠ i within the CN averaging period, the sum of the spectral distances ΔR _ij calculated as follows:

what happens for all i = 0 ... 6, i ≠ j.

Der LSF-Parametervektor f(i) mit dem kleinsten spektralen Abstand ΔS_i aller LSF-Parametervektoren innerhalb der CN-Mittelungsperiode wird als Medians-LSF-Parametervektor f_med der Mittelungsperiode angesehen, und sein spektraler Abstand wird mit ΔS_med bezeichnet. Es wird davon ausgegangen, dass der Medians-LSF-Parametervektor die beste Repräsentation der spektralen Kurzzeiteinzelheiten des Hintergrundrauschens aller LSF-Parametervektoren innerhalb der Mittelungsperiode darstellt. Wenn innerhalb der CN-Mittelungsperiode LSF-Parametervektoren f(j) mit ΔSi/Δsmed > THmed (6)existieren, wobei TH_med = 2,25 der Schwellenwert für die Mediansersetzung ist, werden höchstens zwei dieser LSF-Vektoren (diejenigen LSF-Parametervektoren, die für das größte Überschreiten von TH_med sorgen), durch den Medians-LSF-Parametervektor ersetzt, bevor der gemittelte LSF-Parametervektor f^mean berechnet wird.The LSF parameter vector f (i) with the smallest spectral distance ΔS _{i of} all LSF parameter vectors within the CN averaging period is regarded as the median LSF parameter vector f _{med of} the averaging period, and its spectral distance is referred to as ΔS _med . It is assumed that the median LSF parameter vector represents the best representation of the spectral short-term details of the background noise of all LSF parameter vectors within the averaging period. If LSF parameter vectors f (j) with within the CN averaging period .DELTA.S i / .DELTA.s med > TH med (6) exist, where TH _med = 2.25 is the threshold for median replacement, at most two of these LSF vectors (those LSF parameter vectors that cause TH _{med to be} exceeded the most) are replaced by the medians LSF parameter vector before the mean LSF parameter vector f ^{mean is} calculated.

Der als Ergebnis der Mediansersetzung erhaltene Satz von LSF-Parametervektoren wird als f'(n – i) bezeichnet, wobei n der Index des aktuellen Rahmens ist und i der Index der Mittelungsperiode ist (i = 0 ... 6).The as a result of the median replacement obtained set of LSF parameter vectors is called f '(n - i), where n is the index of the current frame and i is the index of the Averaging period is (i = 0 ... 6).

Wenn die Mediansersetzung am Ende der Überhangsperiode (erste CN-Aktualisierung) ausgeführt wird, weisen alle LSF-Parametervektoren f(n – i) der sechs vorigen Rahmen (der Überhangsperiode i = 1 ... 6) quantisierte Werte auf, während der LSF-Parametervektor f(n) für den jüngsten Rahmen unquantisierte Werte aufweist. Bei der folgenden CN-Aktualisierung weisen die LSF-Parametervektoren der CN-Mittelungsperiode in denjenigen Rahmen, die mit der Überhangsperiode überlappen, quantisierte Werte auf, während die Parametervektoren der jüngsten Rahmen der CN-Mittelungsperiode unquantisierte Werte aufweisen. Wenn die Periode der sieben jüngsten Rahmen nicht mit der Überhangsperiode überlappt, wird die Mediansersetzung von LSF-Parametern unter Verwendung nur unquantisierter Parameterwerte ausgeführt.If the median replacement is performed at the end of the overhang period (first CN update), all LSF parameter vectors f (n - i) of the six previous frames (the overhang period i = 1 ... 6) have quantized values, while the LSF Parameter vector f (n) has unquantized values for the most recent frame. In the following CN update, the LSF parameter vectors of the CN averaging period have quantized values in those frames that overlap the overhang period, while the Para meter vectors of the most recent frames of the CN averaging period have unquantized values. If the period of the seven most recent frames does not overlap the overhang period, the median replacement of LSF parameters is performed using only unquantized parameter values.

Der gemittelte LSF-Parametervektor f^mean(n) für den Rahmen n wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

wobei f'(n – i) der LSF-Parametervektor eines der sieben jüngsten Rahmen (i = 0 ... 6) nach dem Ausführen der Mediansersetzung ist, i der Index der Mittelungsperiode ist und n der Rahmenindex ist.The mean LSF parameter vector f ^mean (n) for frame n is calculated according to the following equation:

where f '(n - i) the LSF parameter vector is one of the seven most recent frames (i = 0 ... 6) after performing the median replacement, i is the index of the averaging period and n is the frame index.

Der gemittelte LSF-Parametervektor f^mean(n) für den Rahmen n wird vorzugsweise unter Verwendung derselben Quantisierungstabellen quantisiert, die vom Sprachcodierer auch für die Quantisierung der nicht-gemittelten LSF-Parametervektoren im normalen Sprachcodiermodus verwendet werden, jedoch wird der Quantisierungsalgorithmus modifiziert, um die Quantisierung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu unterstützen. Der zu quantisierende LSF-Vorhersagerest wird gemäß der folgenden Gleichung erhalten: r(n) = fmean(n) – f ^ref (8)wobei f^mean(n) der gemittelte LSF-Parametervektor für den Rahmen n ist, f ^ ^ref der Bezugs-LSF-Parametervektor ist, r(n) der berechnete LSF-Vorhersagerestvektor für den Rahmen n ist und n der Rahmenindex ist.The averaged LSF parameter vector f ^mean (n) for frame n is preferably quantized using the same quantization tables that the speech encoder also uses to quantize the non-averaged LSF parameter vectors in normal speech coding mode, but the quantization algorithm is modified to include the Support quantization of background calming noise. The LSF prediction residue to be quantized is obtained according to the following equation: r (n) = f mean (n) - f ^ ref (8) where f ^mean (n) is the averaged LSF parameter vector for frame n, f ^ ^{ref is} the reference LSF parameter vector, r (n) is the calculated LSF prediction residual vector for frame n, and n is the frame index.

Die Berechnung des Bezugs-LSF-Parametervektors f^ref erfolgt auf Grundlage der quantisierten LSF-Parameters durch Mitteln dieser Parameter über die Überhangsperiode von sechs Rahmen entsprechend der folgenden Gleichung:

wobei f ^(n – i) der quantisierte LSF-Parametervektor eines der Rahmen der Überhangsperiode ist (i = 1 ... 6), i der Rahmenindex in der Überhangsperiode ist und n der Rahmenindex ist. Es ist zu beachten, dass die quantisierten LSF-Parametervektoren f(n – i), wie sie zur Berechnung von f ^ ^ref verwendet werden, keiner Mediansersetzung vor der Mittelung unterzogen werden.The reference LSF parameter vector f ^ref is calculated on the basis of the quantized LSF parameters by averaging these parameters over the overhang period of six frames according to the following equation:

where f ^ (n - i) the quantized LSF parameter vector is one of the frames of the overhang period (i = 1 ... 6), i is the frame index in the overhang period and n is the frame index. It should be noted that the quantized LSF parameter vectors f (n - i), as used to calculate f ^ ^ref , are not subjected to a median replacement before averaging.

Für jede CN-Erzeugungsperiode erfolgt die Berechnung des Bezugs-LSF-Parametervektors f ^ ^ref nur einmal am Ende der Überhangsperiode, und für den Rest der CN-Erzeugungsperiode wird f ^ ^ref eingefroren. Der Bezugs-LSF-Parametervektor f ^ ^ref wird im Decoder auf dieselbe Weise wie im Codierer ausgewertet, da während der Überhangsperiode im Codierer und im Decodierer dieselben LSF-Parametervektoren f ^ verfügbar sind. Eine Ausnahme dazu sind die Fälle, in denen Übertragungsfehler ausreichend schwer sind, um dafür zu sorgen, dass die Parameter unbrauchbar werden, und wenn eine Rahmenersetzungsprozedur aktiviert wird. In diesen Fällen werden die aus der Rahmenersetzungsprozedur erhaltenen modifizierten Parameter anstelle der empfangenen Parameter verwendet.For each CN generation period, the reference LSF parameter vector f ^ ^ref is calculated only once at the end of the overhang period, and f ^ ^{ref is} frozen for the rest of the CN generation period. The reference LSF parameter vector f ^ ^ref is evaluated in the decoder in the same way as in the encoder, since the same LSF parameter vectors f ^ are available in the encoder and in the decoder during the overhang period. An exception to this are the cases in which transmission errors are sufficiently severe to cause the parameters to become unusable and when a frame replacement procedure is activated. In these cases, the modified parameters obtained from the frame replacement procedure are used instead of the received parameters.

Die Zufallserregungsverstärkung wird für jeden Unterrahmen auf Grundlage der Energie des LP-Restsignals des Unterrahmens gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

wobei g_cn(j) die berechnete Zufallserregungsverstärkung für den Unterrahmen j ist, r(1) der 1-te Abtastwert des LP-Rests im Unterrahmen j ist und 1 der Abtastindex ist (1 = 0 ... 39). Der Skalierungsfaktor von 1,286 wird dazu verwendet, dass der Pegel des Hintergrund-Beruhigungsrauschens mit dem des durch den Sprachcodec codierten Hintergrundrauschens übereinstimmt. Die Verwendung dieses speziellen Skalierungsfaktors ist nicht als Beschränkung bei im Realisieren der Erfindung zu verstehen.The random excitation gain is calculated for each subframe based on the energy of the residual LP signal of the subframe according to the following equation:

where g _cn (j) is the calculated random excitation gain for subframe j, r (1) is the 1st sample of the residual LP in subframe j and 1 is the sample index (1 = 0 ... 39). The scaling factor of 1.286 is used to ensure that the level of background quieting noise matches that of the background noise encoded by the speech codec. The use of this special scaling factor is not to be understood as a limitation in implementing the invention.

Die berechnete Energie des LP-Restsignals wird durch den Wert 10 geteilt, um die Energie für einen Zufallserregungsimpuls zu liefern, da während der Erzeugung des Hintergrund-Beruhigungsrauschens das Unterrahmen-Erregungssignal (Pseudorauschen) 10 von 0 verschiedene Abtastwerte aufweist, deren Amplituden Werte von +1 oder –1 einnehmen können.The calculated energy of the residual LP signal is divided by the value 10 to give the energy for a random excitation pulse to deliver since during generation of the background calming noise, the subframe excitation signal (Pseudo noise) has 10 samples different from 0, the Amplitude values of +1 or -1 can take.

Die berechneten Zufalls-Erregungsverstärkungswerte werden im ersten Unterrahmen jedes mit SP = "0" markierten Rahmens n gemittelt und aktualisiert, wenn ein aktualisierter Satz von CN-Parametern benötigt wird, was entsprechend der folgenden Gleichung erfolgt:

wobei g_cn(n)(1) die berechnete Zufallserregungsverstärkung im ersten Unterrahmen des Rahmens n ist, g_cn(n – i)(j) die berechnete Zufallserregungsverstärkung im Unterrahmen j eines der vergangenen Rahmen (i = 1 ... 6) ist und n der Rahmenindex ist. Da die Zufallserregungsverstärkung alleine des ersten Unterrahmens des aktuellen Rahmens bei der Mittelung verwendet wird, ist es möglich, den aktualisierten Satz von CN-Parameter zur Übertragung verfügbar zu machen, nachdem der erste Unterrahmen des aktuellen Rahmens verarbeitet wurde.The calculated random excitation gain values are averaged and updated in the first subframe of each frame n marked SP = "0" when an updated set of CN parameters is needed, which is done according to the following equation:

where g _cn (n) (1) is the calculated random excitation gain in the first subframe of frame n, g _cn (n - i) (j) is the calculated random excitation gain in subframe j one of the past frames (i = 1 ... 6) and n is the frame index. Because the random excitation gain alone of the first subframe of the current frame is used in averaging, it is possible to make the updated set of CN parameters available for transmission after the first subframe of the current frame has been processed.

Die gemittelte Zufallserregungsverstärkung ist durch g_cn ^mean ≤ 4.032,0 begrenzt, und sie wird durch einen 8-Bit-Quantisierer mit ungleichmäßigem Algorithmus in der Logarithmusdomäne quantisiert, so dass keine Speicherung einer Quantisierungstabelle erforderlich ist.The averaged random excitation gain is limited by g _cn ^mean 4.0 4,032.0 and is quantized by an 8-bit quantizer with a non-uniform algorithm in the log domain so that no quantization table storage is required.

Hinsichtlich der Berechnung der RESC-Parameter ergeben sich, da der LP-Rest r(n) etwas von einer flachen Spektralcharakteristik abweicht, einige Verluste hinsichtlich der Qualität des Hintergrund-Beruhigungsrauschens (spektrale Fehlanpassung zwischen dem Hintergrundrauschen und dem Hintergrund-Beruhigungsrauschen), wenn eine spektral flache Zufallserregung dazu verwendet wird, Hintergrund-Beruhigungsrauschen auf der Empfangsseite zu synthetisieren. Um für verbesserte spektrale Anpassung zu sorgen, wird für das LP-Restsignal eine LP-Analyse zweiter Ordnung über die CN-Mittelungsperiode ausgeführt, und die sich ergebenden gemittelten LP-Koeffizienten werden in der CN-Parametermeldung, wie sie bei der Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen zu verwenden ist, an die Empfangsseite übertragen. Dieses Verfahren wird als spektrale Steuerung der Zufallserregung (RESC = random excitation spectral control) bezeichnet, und die erhaltenen LP-Koeffizienten werden als RESC-Parameter Λ bezeichnet.Regarding the calculation of the RESC parameters result from the fact that the LP residue r (n) is somewhat of a flat spectral characteristic deviates, some losses in the quality of the background soothing noise (spectral mismatch between the background noise and the Background calming noise) when spectrally flat random excitation is used, background calming noise occurs synthesize the receiving side. In order for improved spectral adjustment to care for the residual LP signal a second-order LP analysis of the CN averaging period executed and the resulting averaged LP coefficients are in the CN parameter message as used in the generation of background calming noise is to be used, transmitted to the receiving end. This method is used as spectral control of random excitation (RESC = random excitation spectral control), and the LP coefficients obtained are referred to as RESC parameters Λ.

Die LP-Restsignale r(n) jedes Unterrahmens in einem Rahmen werden verkettet, um die Autokorrelationen r_res(k), k = 0 ... 2 des LP-Restsignals des Rahmens von 20 ms entsprechend der folgenden Gleichung zu berechnen:The residual LP signals r (n) of each subframe in a frame are concatenated to calculate the autocorrelations r _res (k), k = 0 ... 2 of the residual LP signal of the frame of 20 ms according to the following equation:

Nach dem Berechnen der Autokorrelationen gemäß der vorstehenden Gleichung werden dieselben normiert, um die normierten Autokorrelationen r'_res(k) zu erhalten.After calculating the autocorrelations according to the above equation, they are normalized to obtain the normalized autocorrelations r ' _res (k).

Für den jüngsten Rahmen der CN-Mittelungsperiode werden die Autokorrelationen nur aus dem ersten Unterrahmen zur Mittelung verwendet, um es zu ermöglichen, den aktualisierten Satz von CN-Parametern zur Übertragung zu erstellen, nachdem der erste Unterrahmen des aktuellen Rahmens verarbeitet wurde.For the youngest The autocorrelations only become part of the CN averaging period used from the first subframe for averaging to allow to create the updated set of CN parameters for transmission after the first subframe of the current frame has been processed.

Die berechneten, normierten Autokorrelationen werden im ersten Unterrahmen jedes mit SP = "0" markierten Rahmens n gemittelt und aktualisiert, wenn ein aktualisierter Satz von CN-Parametern benötigt wird, was entsprechend der folgenden Gleichung erfolgt:

wobei r'_res(n)(1) die normierten Autokorrelationen im ersten Unterrahmen des Rahmens n sind, r'_res(n – i) die normierten Autokorrelationen eines der vergangenen Rahmen (i = 1 ... 6) sind und n der Rahmenindex ist.The calculated, standardized autocorrelations are averaged and updated in the first subframe of each frame n marked with SP = "0" if an updated set of CN parameters is required, which is done according to the following equation:

where r ' _res (n) (1) are the normalized autocorrelations in the first subframe of frame n, r' _res (n - i) are the normalized autocorrelations of one of the past frames (i = 1 ... 6) and n the frame index is.

Die berechneten, gemittelten Autokorrelationen r_ref ^mean werden in einen Schur-Rekursionsalgorithmus eingegeben, um die zwei ersten Reflexionskoeffizienten zu berechnen, d. h. die RESC-Parameter Λ oder λ(i), i = 1, 2. Jeder der zwei RESC-Mittelungsperiode wird unter Verwendung eines 2-Bit-Skalarquantisierers codiert.The calculated averaged autocorrelations r _ref ^mean are entered into a Schur recursion algorithm to calculate the first two reflection coefficients, ie the RESC parameters Λ or λ (i), i = 1, 2. Each of the two RESC averaging periods is under Coded using a 2-bit scalar quantizer.

Die Modifizierung des Sprachcodieralgorithmus während DTX-Betrieb ist die Folgende. Wenn das SP-Flag den Wert "0" hat, wird der Sprachcodieralgorithmus auf die folgende Weise modifiziert. Die nicht-gemittelten LP-Parameter, die zum Herleiten der Filterkoeffizienten des Kurzzeit-Synthesefilters H(z) des Sprachcodierers verwendet werden, werden nicht quantisiert und der Speicher des Gewichtungsfilters W(z) wird nicht aktualisiert sondern vielmehr auf null gesetzt. Es wird eine Suche nach der Periodennacheilung in der offenen Schleife ausgeführt, jedoch wird die Suche nach der Periodennacheilung in der geschlossenen Schleife deaktiviert und die adaptive Verstärkung aus dem Codebuch wird auf null gesetzt. Wenn die VAD-Implementie rung den Verzögerungsparameter des adaptiven Codebuchs zum Treffen der VAD-Entscheidung nicht verwendet, kann die Suche nach der Periodenverzögerung in der offenen Schleife auch abgeschaltet werden. Es wird keine Suche im festen Codebuch ausgeführt. In jedem Unterrahmen wird der feste Erregungsvektor aus dem Codebuch für den normalen Sprachdecodierer durch einen Zufalls-Erregungsvektor ersetzt, der zehn von null abweichende Impulse enthält. Der Zufalls-Erregungserzeugungsalgorithmus ist unten definiert. Die Zufallserregung wird durch das RESC-Synthesefilter gefiltert, wie oben beschrieben, um den Inhalt des letzten Erregungspuffers sowohl im Codierer als auch im Decodierer so nahe wie möglich gleich zu halten, um einen schnellen Start der adaptiven Codebuchsuche zu ermöglichen, wenn nach einer Erzeugungsperiode für Hintergrund-Beruhigungsrauschen Sprachaktivität beginnt. Der Quantisierungsalgorithmus für den LP-Parameter im Sprachcodiermodus wird deaktiviert. Am Ende der Überhangsperiode wird der Bezugs-LSF-Parametervektor f ^ ^ref auf die oben definierte Weise berechnet. Für den Rest der Einsetzperiode für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen wird f ^ ^ref eingefroren. Der gemittelte LSF-Parametervektor f^mean wird jedesmal dann berechnet, wenn ein neuer Satz von CN-Parametern zu erstellen ist. Dieser Parametervektor wird in die oben definierte CN-Parametermeldung codiert. Der Erregungsverstärkungs-Quantisierungsalgorithmus des Sprachcodiermodus wird ebenfalls deaktiviert. Der gemittelte Zufalls-Erregungsverstärkungswert g_cn ^mean wird jedesmal dann berechnet, wenn ein neuer Satz von CN-Parametern zu erstellen ist. Dieser Verstärkungswert wird in die bereits definierte CN-Parametermeldung codiert. Die Berechnung der Zufalls-Erregungsverstärkung wird auf Grundlage der Energie des LP-Restsignals, wie oben definiert, ausgeführt. Die Speicher der Vorhersageeinrichtung für die Algorithmen zur normalen LP-Parameterquantisierung und zur festen Codebuch-Verstärkungsquantisierung werden rückgesetzt, wenn SP-Flag = "0" gilt, so dass die Quantisierer ausgehend von ihren Anfangszuständen starten, wenn erneut Sprachaktivität beginnt. Schließlich erfolgt die Berechnung der RESC-Parameter auf Grundlage des spektralen Inhalts des LP-Restsignals, wie oben definiert. Die RESC-Parameter werden jedesmal dann berechnet, wenn ein neuer Satz von CN-Parametern zu erstellen ist.The modification of the speech coding algorithm during DTX operation is as follows. If the SP flag is "0", the speech coding algorithm is modified in the following manner. The non-averaged LP parameters that are used to derive the filter coefficients of the short-term synthesis filter H (z) of the speech coder are not quantized and the memory of the weighting filter W (z) is not updated but rather is set to zero. A search for period lag in the open loop is performed, however the search for period lag in the closed loop is deactivated and the adaptive gain from the code book is set to zero. If the VAD implementation does not use the delay parameter of the adaptive codebook to make the VAD decision, the search for the period delay in the open loop can also be switched off. No search in the fixed code book is carried out. In each subframe, the fixed excitation vector from the codebook for the normal speech decoder is replaced by a random excitation vector that contains ten non-zero pulses. The random excitation generation algorithm is defined below. The random excitation is filtered through the RESC synthesis filter, as described above, to determine the content of the last excitation to keep equalization buffers as close as possible in both the encoder and the decoder to enable the adaptive codebook search to start quickly when speech activity begins after a background quiet noise generation period. The quantization algorithm for the LP parameter in speech coding mode is deactivated. At the end of the overhang period, the reference LSF parameter vector f ^ ^{ref is} calculated in the manner defined above. For the rest of the background reassurance onset period, f ^ ^{ref is} frozen. The mean LSF parameter vector f ^mean is calculated each time a new set of CN parameters has to be created. This parameter vector is encoded in the CN parameter message defined above. The speech coding mode excitation gain quantization algorithm is also deactivated. The average random excitation _gain value g _cn ^mean is calculated each time a new set of CN parameters is to be created. This gain value is encoded in the already defined CN parameter message. The random excitation gain calculation is performed based on the energy of the residual LP signal as defined above. The memories of the predictor for the normal LP parameter quantization and fixed codebook gain quantization algorithms are reset when SP-Flag = "0" so that the quantizers start from their initial states when speech activity starts again. Finally, the RESC parameters are calculated based on the spectral content of the residual LP signal as defined above. The RESC parameters are calculated each time a new set of CN parameters has to be created.

Der Codieralgorithmus für Hintergrund-Beruhigungsrauschen erzeugt für jede CN-Parametermeldung 38 Bits, wie es in der Tabelle 2 dargestellt ist. Diese Bits werden als Vektor cn[0 ... 37] bezeichnet. Die Bits cn[0 ... 37] für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen werden in der in der Tabelle 2 angegebenen Ordnung an den FACCH-Kanalcodierer geliefert (d. h., es wird keine Ordnung entsprechend der subjektiven Bedeutung der Bits ausgeführt).The coding algorithm for background calming noise created for each CN parameter message 38 bits as shown in Table 2 is. These bits are called vector cn [0 ... 37]. The bits cn [0 ... 37] for the background soothing noise is shown in the table 2 specified order supplied to the FACCH channel encoder (i.e., there will be no order according to the subjective meaning of the Bits executed).

Tabelle 2 Detaillierte Bitzuordnung der Parameter des Hintergrund-Beruhigungsrauschens

Table 2 Detailed bit allocation of the parameters of the background calming noise

Unabhängig von ihrem Kontext (Sprache, CN-Parametermeldung, andere FACCH-Meldungen oder nichts) leitet der Funkempfänger der Basisstation 30 die empfangenen Verkehrsrahmen kontinuierlich an den empfangsseitigen DTX-Handler weiter, wobei diese durch verschiedene Vorverarbeitungsfunktionen mit drei Flags individuell markiert sind. Diese sind das Flag zum Anzeigen eines schlechten Sprachrahmens (BFI = speech frame Bad Frame Indicator), das Flag zum Anzeigen eines schlechten Rahmens mit Parametern zum Hintergrund-Beruhigungsrauschen (BFI_CN = comfort noise parameter Bad Frame Indicator) und das unten und in der Tabelle 3 angegebene Flag betreffend die Aktualisierung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CNU = comfort noise Update). Diese Flags dienen zum Klassifizieren der Verkehrsrahmen entsprechend ihrem Zweck. Diese Klassifizierung, die in der Tabelle 3 zusammengefasst ist, erlaubt es, dem empfangsseitigen DTX-Handler, auf einfache Weise zu bestimmen, wie der empfangene Rahmen zu verarbeiten ist.Regardless of its context (language, CN parameter message, other FACCH messages or nothing), the radio receiver directs the base station 30 the received traffic frames continuously to the DTX handlers on the receiving end, these being individually marked with three preprocessing functions using three flags. These are the flag for displaying a bad speech frame (BFI = speech frame bad frame indicator), the flag for displaying a bad frame with parameters for background calming noise (BFI_CN = comfort noise parameter bad frame indicator) and that below and in Table 3 specified flag regarding the update of background calming noise (CNU = comfort noise update). These flags are used to classify the traffic frames according to their purpose. This classification, which is summarized in Table 3, allows the receiving DTX handler to easily determine how the received frame is to be processed.

Tabelle 3 Klassifizieren von Verkehrsrahmen

Table 3 Classification of traffic frames

Die Flags BFI und BFI_CN zeigen an, ob der Verkehrsrahmen als solcher anzusehen ist, der bedeutungsvolle Informationsbits (BFI-Flag = "0" und BFI_CN-Flag = "1" oder BFI-Flag = "1" und BFI_CN-Flag = "0") oder nicht (BFI-Flag = "1" und BFI_CN-Flag = "1" oder BFI-Flag = "0" und BFI_CN-Flag = "0"). Im Zusammenhang mit dieser Offenbarung wird davon ausgegangen, dass ein FACCH-Rahmen keine bedeutungsvollen Bits enthält, solange er nicht eine CN-Parametermeldung enthält und demgemäß mit BFI_SP-Flag = "1" und BFI_CN-Flag = "1" markiert ist.The BFI and BFI_CN flags indicate whether the traffic framework is to be seen as such, the meaningful Information bits (BFI flag = "0" and BFI_CN flag = "1" or BFI flag = "1" and BFI_CN flag = "0") or not (BFI flag = "1" and BFI_CN flag = "1" or BFI flag = "0" and BFI_CN flag = "0"). In connection with this disclosure, it is believed that a FACCH frame contains no meaningful bits, as long as it does not contain a CN parameter message and accordingly with the BFI_SP flag = "1" and BFI_CN flag = "1" is marked.

Das binäre CNU-Flag markiert diejenigen Verkehrsrahmen mit CNU = "1", die mit den Übertragungsinstanzen der über den FACCH gelieferten Kanalqualitätsinformation ausgerichtet sind.The binary CNU flag marks those Traffic frame with CNU = "1" with the transmission instances the over the channel quality information provided by FACCH are.

Der empfangsseitige DTX-Handler ist für den gesamten DTX-Betrieb auf der Empfangsseite zuständig. Der DTX-Betrieb auf der Empfangsseite ist der Folgende: immer dann, wenn ein guter Sprachrahmen erkannt wird, leitet der DTX-Handler ihn direkt an den Sprachdecodierer weiter; wenn verlorene Sprachrahmen oder verlorene CN-Parametermeldungen erkannt werden, wird die Ersetzungs- und Stummschaltprozedur angewandt; gültige CN-Parametermeldungen führen zur Erzeugung von Hintergrund-Beruhigungsrauschen, bis die nächste CN-Parametermeldung erwartet wird (CNU = "1") oder gute Sprachrahmen erkannt werden. Während dieser Periode ignoriert der empfangsseitige DTX-Handler alle vom Funkempfänger gelieferten unbrauchbaren Rahmen. Die zwei folgenden Operationen sind wahlfrei: die Parameter der ersten verlorenen CN-Parametermeldung werden durch diejenigen der letzten gültigen CN-Parametermeldung ersetzt und es wird die Prozedur für die CN-Parameter angewandt; außerdem wird bei Empfang einer zweiten verlorenen CN-Parametermeldung Stummschaltung angewandt.The receiving DTX handler is for the entire DTX operation on the receiving side. The DTX operation on the The receiving end is the following: whenever there is a good language framework is recognized, the DTX handler forwards it directly to the speech decoder further; if lost speech frames or lost CN parameter messages are recognized, the replacement and mute procedure is applied; valid Lead CN parameter messages to generate background calming noise until the next CN parameter message expected (CNU = "1") or good language framework be recognized. While During this period, the receiving DTX handler ignores all of the radio receiver delivered unusable frame. The following two operations are optional: the parameters of the first lost CN parameter message are replaced by those of the last valid CN parameter message and it becomes the procedure for the CN parameters applied; Moreover is muted when a second lost CN parameter message is received applied.

Hinsichtlich der Mittelung und Decodierung der LP-Parameter werden, wenn vom Decodierer Sprachrahmen empfangen werden, die LP-Parameter der letzten sechs Sprachrahmen im Speicher aufbewahrt. Der Decodierer zählt die Anzahl der Rahmen, die verstrichen sind, seit der letzte Satz von CN-Parametern durch den Codierer aktualisiert wurde und an den Funksender weitergeleitet wurde. Auf Grundlage dieses Zählwerts bestimmt der Decodierer, ob am Ende des Sprachbursts eine Überhangsperiode existiert oder nicht (wenn mindestens 30 Rahmen seit der letzten CN-Parameteraktualisierung verstrichen sind und die erste CN-Parametermeldung nach einem Sprachburst eintrifft, wird ermittelt, dass eine Überhangsperiode am Ende des Sprachbursts existierte).With regard to averaging and decoding the LP parameters are received when speech frames are received from the decoder the LP parameters of the last six speech frames in memory kept. The decoder counts the number of frames that have elapsed since the last sentence of CN parameters has been updated by the encoder and to the Radio transmitter was forwarded. Determined based on this count the decoder whether there is an overhang period at the end of the speech burst exists or not (if at least 30 frames since the last CN parameter update has passed and the first CN parameter message after a speech burst arrives, it is determined that an overhang period existed at the end of the speech burst).

Sobald eine CN-Parametermeldung empfangen wird und eine Überhangsperiode am Ende des Sprachbursts erkannt wird, werden die gespeicherten LP-Parameter gemittelt, um den Bezugs-LSF-Parametervektor f ^ ^ref zu erhalten. Der Bezugs-LSF-Parametervektor wird eingefroren und für die aktuelle Erzeugungsperiode für Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet.As soon as a CN parameter message is received and an overhang period is recognized at the end of the speech burst, the stored LP parameters are averaged in order to obtain the reference LSF parameter vector f ^ ^ref . The reference LSF parameter vector is frozen and used for the current background quiet noise generation period.

Die Mittelungsprozedur zum Erhalten der Bezugsparameter ist die Folgende.The averaging procedure to get the reference parameter is the following.

Wenn ein Sprachrahmen empfangen wird, werden die LSF-Parameter decodiert und in den Speicher eingespeichert. wenn die erste CN-Parametermeldung empfangen wird und eine Überhangsperiode am Ende des Sprachbursts erkannt wird, werden die gespeicherten LSF-Parameter auf dieselbe Weise wie im Sprachcodierer wie folgt gemittelt:

wobei f ^(n – i) der quantisierte LSF-Parametervektor eines der Rahmen der Überhangsperiode (i = 1 ... 6) ist und n der Rahmenindex ist.When a speech frame is received, the LSF parameters are decoded and stored in memory. When the first CN parameter message is received and an overhang period is recognized at the end of the speech burst, the stored LSF parameters are averaged in the same way as in the speech encoder as follows:

where f ^ (n - i) the quantized LSF parameter vector is one of the frames of the overhang period (i = 1 ... 6) and n is the frame index.

Wenn einmal der Bezugs-LSF-Parametervektor berechnet wurde, kann der gemittelte LSF-Parametervektor f ^ ^mean (n) für den Rahmen n (in der CN-Parametermeldung codiert) jedesmal dann, wenn eine CN-Aktualisierungsmeldung empfangen wird, im Decodierer gemäß der folgenden Gleichung reproduziert werden: f ^mean(n) = r(n) + f ^ref (15)wobei f ^ ^mean(n) der quantisierte, gemittelte LSF-Parametervektor für den Rahmen n ist, f ^ ^ref der Bezugs-LSF-Parametervektor ist, r(n) der empfangene, quantisierte LSF-Vorhersagerestvektor für den Rahmen n ist und n der Rahmenindex ist.Once the reference LSF parameter vector has been calculated, the averaged LSF parameter vector f ^ ^mean (n) for frame n (encoded in the CN parameter message) can be entered in the decoder according to the method each time a CN update message is received following equation can be reproduced: f ^ mean (n) = r (n) + f ^ ref (15) where f ^ ^mean (n) is the quantized, mean LSF parameter vector for frame n, f ^ ^{ref is} the reference LSF parameter vector, r (n) is the received, quantized LSF prediction residual vector for frame n, and n is Frame index is.

In jedem Unterrahmen wird der feste Codebuch-Erregungsvektor des normalen Sprachcodierers, der vier von null abweichende Impulse enthält, während Sprachaktivität durch einen Zufalls-Erregungsvektor ersetzt, der zehn von null abweichende Impulse enthält. Die Impulspositionen und die Vorzeichen der Zufallserregung werden unter Verwendung gleichmäßig verteilter Pseudozufallszahlen lokal erzeugt. Die Erregungsimpulse nehmen im Zufalls-Erregungsvektor die Werte +1 und –1 ein. Der Zufallserregungs-Erzeugungsalgorithmus arbeitet entsprechend dem folgenden Pseudocode. Pseudocode:

wobei Code [0 ... 39] der feste Codebuch-Erregungspuffer ist und Zufallszahl (k) ganzzahlige Pseudozufallswerte erzeugt, die über den Bereich (0 ... k – 1) gleichmäßig verteilt sind.In each subframe, the fixed codebook excitation vector of the normal speech coder, which contains four non-zero pulses, is replaced with a random excitation vector, which contains ten non-zero pulses, during speech activity. The pulse positions and the signs of the random excitation are generated locally using evenly distributed pseudo-random numbers. The excitation pulses have the values +1 and -1 in the random excitation vector. The random excitation generation algorithm operates according to the following pseudo code. Pseudocode:

where code [0 ... 39] is the fixed codebook excitation buffer and random number (k) generates integer pseudorandom values that are over the range ( 0 ... k - 1) are evenly distributed.

Die empfangenen RESC-Parameterindizes werden decodiert, um die empfangenen RESC-Parameter λ(i), i = 1, 2 zu erhalten. Nachdem die Zufallserregung erzeugt wurde, wird sie durch das RESC-Synthesefilter, das wie folgt definiert ist, gefiltert:The received RESC parameter indices are decoded to the received RESC parameters λ (i), i = 1, 2 to get. After the random excitation is generated, them through the RESC synthesis filter, which is defined as follows, filtered:

Das RESC-Synthesefilter wird vorzugsweise unter Verwendung eines Gitterfilterverfahrens implementiert. Nach der RESC-Synthesefilterung wird Zufallserregung einer Skalierung und LP-Synthesefilterung unterzogen.The RESC synthesis filter is preferred implemented using a grid filter method. To RESC synthesis filtering becomes random excitation of a scaling and subjected to LP synthesis filtering.

Die Erzeugungsprozedur für Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet den Sprachdecodiereralgorithmus mit den folgenden Modifizierungen. Die festen Codebuch-Verstärkungswerte werden durch den in der CN-Parametermeldung empfangenen Zufalls-Erregungsverstärkungswert ersetzt, und die feste Codebucherregung wird durch die lokal erzeugte Zufallserregung, wie oben beschrieben, ersetzt. Die Zufallserregung wird durch das RESC-Synthesefilter, wie ebenfalls oben beschrieben, gefiltert. Der adaptive Codebuch-Verstärkungswert in jedem Unterrahmen wird auf null gesetzt. Der Periodenverzögerungswert in jedem Unterrahmen wird z. B. auf 60 gesetzt. Die verwendeten LP-Filterparameter sind diejenigen, die in der CN-Parametermeldung empfangen werden. Die Speicher in der Vorhersageeinrichtung für den normalen LP-Parameter und die Quantisierungsalgorithmen für feste Codebuchverstärkung werden rückgesetzt, wenn SP-Flag = "0" gilt, so dass die Quantisierer aus den von ihren Anfangszuständen starten, wenn erneut Sprachaktivität beginnt. Mit diesen Parametern führt der Sprachdecodierer nun seine Standardoperationen aus und synthetisiert Hintergrund-Beruhigungsrauschen. Das Aktualisieren der Parameter für Hintergrund-Beruhigungsrauschen (Zufalls-Erregungsverstärkung, RESC-Parameter und LP-Filterparameter) erfolgt jedesmal dann, wenn eine gültige CN-Parametermeldung empfangen wird, wie oben beschrieben. Wenn das Hintergrund-Beruhigungsrauschen aktualisiert wird, werden die vorstehenden Parameter über die CN-Aktualisierungsperiode interpoliert, um gleichmäßige Übergänge zu erzielen.The background calming noise generation procedure uses the speech decoder algorithm with the following modifications. The fixed codebook gain values are replaced by the random excitation gain value received in the CN parameter message, and the fixed code book excitation is replaced by the locally generated random excitation as described above. The random excitation is filtered through the RESC synthesis filter, as also described above. The adaptive codebook gain value in each subframe is set to zero. The period delay value in each subframe is e.g. B. set to 60. The LP filter parameters used are those that are received in the CN parameter message. The memories in the normal LP parameter predictor and the quantization algorithms for fixed codebook gain are reset when the SP flag = "0" so that the quantizers start from their initial states when speech activity begins again. With these parameters, the speech decoder now performs its standard operations and synthesizes background soothing noise. The parameters for background calming noise (random excitation gain, RESC parameters and LP filter parameters) are updated every time a valid CN parameter message is received as described above. When the background soothing noise is updated, the above parameters are interpolated over the CN update period to achieve smooth transitions.

Eine verlorene CN-Parametermeldung wird als unbrauchbarer Rahmen definiert, wie er empfangen wird, wenn der empfangsseitige DTX-Handler Hintergrund-Beruhigungsrauschen erzeugt und eine CN-Parametermeldung erwartet wird (Aktualisierungsflag für Hintergrund-Beruhigungsrauschen, CNU = "1").A lost CN parameter message is defined as an unusable frame as it is received, if the receiving DTX handler generates background soothing noise and one CN parameter message is expected (update flag for background calming noise, CNU = "1").

Die Parameter einer einzelnen verlorenen CN-Parametermeldung werden durch die Parameter der letzten gültigen CN-Parametermeldung ersetzt und es wird die Prozedur für gültige CN-Parameter angewandt. Für eine zweite verlorene CN-Parametermeldung wird eine Stummschaltungstechnik für das Hintergrund-Beruhigungsrauschen verwendet, die den Ausgangspegel allmählich absenkt (–3 dB/Rahmen), was zu einem schließlichen Stummschalten des Ausgangs des Decodierers führt. Die Stammschaltung erfolgt durch Absenken der Zufalls-Erregungsverstärkung mit einem konstanten Wert von –3 dB in einem Rahmen bis herunter zum Minimalwert 0. Dieser Wert wird aufrecht erhalten, wenn zusätzliche verlorene CN-Parametermeldungen auftreten.The parameters of a single lost CN parameter messages are indicated by the parameters of the last valid CN parameter message replaced and the procedure for valid CN parameters is applied. For a second lost CN parameter message becomes a mute technique for background calming noise used, which gradually lowers the output level (-3 dB / frame), what an eventual Muting the output of the decoder leads. The master switching is done by lowering the random excitation gain with a constant Value of -3 dB in a frame down to the minimum value of 0. This value becomes maintained when additional lost CN parameter messages occur.

Obwohl eine Anzahl derzeit bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hinsichtlich spezieller Werte von Rahmen dauern, Rahmenanzahlen, speziellen Meldungstypen (z. B. FACCH) und dergleichen beschrieben wurde, ist zu beachten, dass die Anzahl der Rahmen, die Dauer der Rahmen, die Dauer der Überhangsperiode, die Dauer der Mittelungsperiode, die Meldungstypen usw. entsprechend Spezifikationen und Erfordernissen verschiedener Typen digitaler Mobilkommunikationssysteme variiert werden können. Ferner wurde zwar die Erfindung in Zusammenhang mit Schaltungsblockdiagrammen beschrieben, wie denen, die in den 2a, 2b, 3a, 3b, 4, 5 und 10 dargestellt sind, jedoch ist zu beachten, dass einige der dargestellten Schaltungsblöcke durch einen geeignet programmierten digitalen Datenprozessor (z. B. die Steuerung 18 der 12) implementiert werden, der einen Teil des digitalen Zellentelefons 10 bildet. Nur beispielsweise können die Selektoren 307, 319 und 410 in den 4 und 5, die zwar als Schalter dargestellt sind, insgesamt in Software implementiert sein.Although a number of currently preferred embodiments of the invention have been described in terms of specific values of frames, frame numbers, special message types (e.g. FACCH) and the like, it should be noted that the number of frames, the duration of the frames, the duration of the overhang period , the duration of the averaging period, the types of messages, etc. can be varied according to specifications and requirements of various types of digital mobile communication systems. Furthermore, while the invention has been described in connection with circuit block diagrams such as those shown in FIGS 2a . 2 B . 3a . 3b . 4 . 5 and 10 , but it should be noted that some of the circuit blocks shown are controlled by a suitably programmed digital data processor (e.g. the controller 18 the 12 ) that are part of the digital cell phone 10 forms. The selectors can only be used for example 307 . 319 and 410 in the 4 and 5 , which are shown as switches, can be implemented in software as a whole.

Auch wird darauf hingewiesen, dass bei einigen Systemen Erzeugungsschemas für Hintergrund-Beruhigungsrauschen bestehen, bei denen in der CN-Parametermeldung (oder im SID-Rahmen) keine Ersatzbits verfügbar sind, um die RESC-Parameter von der Sende- zur Empfangsseite zu übertragen. In diesen Fällen könnte das RESC-Filter durch ein Synthesefilter mit festen Koeffizienten ersetzt werden. Die festen Filterkoeffizienten werden dann so optimiert, dass dafür gesorgt wird, dass die Frequenz an Bord des Synthesefilters eine mittlere Antwort des normalen RESC-Filters mit übertragenen Koeffizienten zeigt. Die Filterkoeffizienten könnten auch so ausgewählt werden, dass sich eine Filterantwort ergibt, die eine wahrnehmungsmäßig (subjektiv) bevorzugte Qualität des Hintergrund-Beruhigungsrauschens erzeugt.It is also pointed out that background calming noise generation schemes in some systems exist for which in the CN parameter message (or in the SID frame) no replacement bits available to transfer the RESC parameters from the sending to the receiving side. In these cases, it could RESC filter replaced by a synthesis filter with fixed coefficients become. The fixed filter coefficients are then optimized so that for that it is ensured that the frequency on board the synthesis filter is a middle response of the normal RESC filter with transmitted coefficients shows. The filter coefficients could also selected that way that there is a filter response that gives a perceptual (subjective) preferred quality of background calming noise.

So wurde zwar die Erfindung im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen derselben speziell dargestellt und beschrieben, jedoch erkennt der Fachmann daran Änderung hinsichtlich der Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung abzuweichen.So the invention has been in view to preferred embodiments the same is specifically shown and described, but the recognizes Professional at it change in terms of shape and details can be made without to depart from the scope of the invention as defined by the appended claims.

Übersetzung der alphabetisch geordneten Figurenbeschriftungtranslation the alphabetical order of the lettering

• Averaging//MittelwertbildungAveraging // averaging
• Buffer//PufferBuffer // Buffer
• CN Averaging Period//CN-MittelungsperiodeCN Averaging Period // CN averaging period
• Comfort Noise Evaluation//Auswertung des Hintergrund-BeruhigungsrauschensComfort Noise Evaluation // Evaluation of the background calming noise
• Controller//SteuerungController // Control
• Distance Computation//AbstandsberechnungDistance Computation // Distance calculation
• End Of Speech Burst//Ende des SprachburstsEnd Of Speech Burst // End of speech burst
• Excitation Gain Calculation//Berechnung der ErregungsverstärkungExcitation Gain Calculation // Calculation of the excitation gain
• First 'Pause' Frame//erster 'Pausen'rahmenFirst 'pause' frame // first 'pause' frame
• Frame//RahmenFrame // frame
• Frames To RSS//Rahmen zu RSSFrames To RSS // Frames To RSS
• Frame Type//RahmentypFrame Type // frame type
• Frequency//FrequenzFrequency // frequency
• Gain//VerstärkungGain Gain //
• Hangover Period//ÜberhangsperiodeHangover period // overhang period
• Improved CN Excitation Generator//verbesserter CN-ErregungsgeneratorImproved CN Excitation Generator // Improved CN excitation generator
• Keypad//TastaturKeypad // keyboard
• Last 'Speech' Frame//letzter 'Sprach'rahmenLast 'speech' frame // last 'speech' frame
• LPC-Analysis//LPC-AnalyseLPC Analysis // LPC analysis
• Median Replacement//MediansersetzungMedian Replacement // Median Replacement
• Memory//SpeicherMemory storage //
• Microphone//MikrofonMicrophone microphone //
• New (Updated) CN Parameters//neue (aktualisierte) CN-ParameterNew (Updated) CN Parameters // new (updated) CN parameters
• New (Updated) SID//neue (aktualisierte) SIDNew (Updated) SID // new (updated) SID
• Ordering//Erstellen einer ReihenfolgeOrdering // create an order
• Prior Art//Stand der TechnikPrior Art // State of the art
• Receiver//EmpfängerReceiver // Receiver
• Regenerator//RegenierungseinrichtungRegenerator // Regenierungseinrichtung
• Repeat Previous CN Parameters//vorige CN-Parameter wiederholenRepeat Previous CN Parameters // Repeat previous CN parameters
• Repeat Previous SID//vorige SID wiederholenRepeat Previous SID // Repeat previous SID
• RE Spectrum Control Filter//RE-SpektrumskontrollfilterRE Spectrum Control Filter // RE spectrum control filter
• RX DTX Handler//Empfangs-DTX-HandlerRX DTX Handler // Receive DTX handler
• SID Averaging Periods//SID-MittelungsperiodenSID Averaging Periods // SID averaging periods
• SID Memory//SID-SpeicherSID Memory // SID memory
• Speaker//LautsprecherSpeaker Speaker //
• Speech//SpracheSpeech Language //
• Speech Decoder//SprachdecodiererSpeech decoder // speech decoder
• Speech Encoder//SprachcodiererSpeech Encoder // Speech Encoder
• Transmitter//SenderTransmitter // stations
• TX DTX Handler//Sende-DTX-HandlerTX DTX Handler // Send DTX handler
• Voice Activity Detection//Erkennung von SprachaktivitätVoice Activity Detection // Voice activity detection
• Threshold//SchwellenwertThreshold // threshold

Claims (25)

Verfahren zum Erzeugen von Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN) in einem digitalen Mobilterminal unter Verwendung diskontinuierlicher Übertragung, mit den folgenden Schritten: – Puffern, in Reaktion auf eine Sprechpause, eines Satzes von Sprachcodierparametern; – Ersetzen, innerhalb einer Mittelungsperiode, von Sprachcodierparametern des Satzes, die nicht für Hintergrundrauschen repräsentativ sind, durch Sprachcodierparameter, die für Hintergrundrauschen repräsentativ sind; und – Mitteln des Satzes von Sprachcodierparametern.Method for generating background calming noise (CN) in a digital mobile terminal using discontinuous transmission, with the following steps: - Buffer in response to a pause in speech, a set of speech coding parameters; - replace, within an averaging period, of speech coding parameters of the Sentence that is not for Background noise representative are by speech coding parameters representative of background noise; and - means of the set of speech coding parameters. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ersetzungsschritt die folgenden Schritte beinhaltet: – Messen von Abständen der Sprachcodierparameter voneinander zwischen einzelnen Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode; – Identifizieren derjenigen Sprachcodierparameter mit den größten Abständen zu den anderen Parametern innerhalb der Mittelungsperiode; und – Ersetzen, wenn die Abstände einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, eines identifizierten Sprachcodierparameters durch denjenigen mit dem kleinsten gemessenen Abstand zu den anderen Sprachcodierparametern innerhalb der Mittelungsperiode.The method of claim 1, wherein the replacement step includes the following steps: - measuring distances of the Speech coding parameters of each other between individual frames within the averaging period; - Identify those speech coding parameters with the greatest distances to the other parameters within the averaging period; and - Replace if the gaps are one exceed a predetermined threshold, of an identified speech coding parameter by the one with the smallest measured distance to the other speech coding parameters within the averaging period. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ersetzungsschritt die folgenden Schritte beinhaltet: – Messen von Abständen der Sprachcodierparameter voneinander zwischen einzelnen Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode; – Identifizieren derjenigen Sprachcodierparameter mit den größten Abständen zu den anderen Parametern innerhalb der Mittelungsperiode; und – Ersetzen, wenn die Abstände einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, eines identifizierten Sprachcodierparameters durch einen Sprachcodierparameter durch den Medianswert.The method of claim 1, wherein the replacement step includes the following steps: - measuring distances of the Speech coding parameters of each other between individual frames within the averaging period; - Identify those speech coding parameters with the greatest distances to the other parameters within the averaging period; and - Replace if the gaps are one exceed a predetermined threshold, an identified speech coding parameter by a speech coding parameter by the median value. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Mittelungsschritt einen Schritt des Berechnens einer mittleren Erregungsverstärkung g_mean und mittlerer Kurzzeit-Spektralkoeffizienten f_mean(i) beinhaltet.The method of claim 1, wherein the averaging step includes a step of computing a mean excitation gain g _mean and mean short term spectral coefficients f _mean (i). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ersetzungsschritt die folgenden Schritte beinhaltet: – Erzeugen eines Satzes gepufferter Erregungsverstärkungswerte über die Mittelungsperiode; – Ordnen des Satzes gepufferter Erregungsverstärkungswerte; und – Ausführen einer Mediansersetzungsoperation, bei der diejenigen L Erregungsverstärkungswerte, die sich am meisten vom Medianswert unterscheiden, wobei die Differenz einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, durch den Medianswert des Satzes ersetzt werden.The method of claim 1, wherein the replacement step includes the following steps: - Create a set of buffered Excitation gain values over the averaging period; - Organize the set of buffered excitation gain values; and - Run one Median replacement operation in which those L excitation gain values, which differ the most from the median value, the difference exceeds a predetermined threshold by the median value of the sentence are replaced. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Länge N der Mittelungsperiode eine ungerade Zahl ist und der Median des geordneten Satzes das Element ((N + 1)/2) des Satzes ist.A method according to claim 5, wherein the length N of the Averaging period is an odd number and the median of the ordered Sentence is the element ((N + 1) / 2) of the sentence. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem folgenden Schritt: – Erzeugen eines Satzes gepufferter LSP(Line Spectral Pair)-Koeffizienten f(k), k = 1, ..., M über die Mittelungsperiode; und – Bestimmen des spektralen Abstands der LSP-Koeffizienten f_i(k) des Rahmens i in der Mittelungsperiode zu den LSP-Koeffizienten f_j(k) des Rahmens j in der Mittelungsperiode.The method of claim 1, further comprising the step of: generating a set of buffered line spectral pair (LSP) coefficients f (k), k = 1, ..., M over the averaging period; and determining the spectral spacing of the LSP coefficients f _i (k) of the frame i in the averaging period from the LSP coefficients f _j (k) of the frame j in the averaging period. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Bestimmens des spektralen Abstands gemäß der folgenden Gleichung ausgeführt wird:

wobei M der Grad des LPC-Modells ist und f_i(k) der k-te LSP-Parameter des Rahmens i in der Mittelungsperiode ist.The method of claim 7, wherein the step of determining the spectral distance is performed according to the following equation:

where M is the degree of the LPC model and f _i (k) is the kth LSP parameter of frame i in the averaging period. Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Schritt des Bestimmens des spektralen Abstands ΔS_i der LSP-Koeffizienten f_i(k) des Rahmens i zu den LSP-Koeffizienten aller anderen Rahmen j = 1, ..., N, i ≠ j, innerhalb der Mittelungsperiode der Länge N.The method of claim 7, further comprising the step of determining the spectral distance ΔS _{i of} the LSP coefficients f _i (k) of frame i to the LSP coefficients of all other frames j = 1, ..., N, i ≠ j, within the averaging period of length N. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Bestimmens des spektralen Abstands dadurch ausgeführt wird, dass die Summe der spektralen Abstände ΔR_ij gemäß

für alle i = 1, ..., N erfolgt.The method of claim 9, wherein the step of determining the spectral distance is carried out by the sum of the spectral distances according to ΔR _ij

for all i = 1, ..., N. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem folgenden Schritt: – Ordnen, nachdem die spektralen Abstände ΔS_i für jeden der LSP-Vektoren f_i innerhalb der Mittelungsperiode aufgefunden wurden, derselben entsprechend ihren Werten; – Verwenden des Vektors f_i mit dem kleinsten Abstand ΔS_i innerhalb der Mittelungsperiode i = 1, 2, ..., N als Mediansvektor f_med der Mittelungsperiode mit einem als ΔS_med bezeichneten Abstand; und – Ausführen einer Mediansersetzung von P (0 ≤ P ≤ N1 – 1) LSP-Vektoren f_j durch den Mediansvektor f_med.The method of claim 9, further comprising the step of: ordering, after finding the spectral distances ΔS _i for each of the LSP vectors f _i within the averaging period, according to their values; - Using the vector f _i with the smallest distance ΔS _i within the averaging period i = 1, 2, ..., N as median vector f _{med of} the averaging period with a distance called ΔS _med ; and - performing a median replacement of P (0 P P N N1-1) LSP vectors f _j by the median vector f _med . Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Schritte des Identifizierens und Ersetzens für Erregungsverstärkungswerte g und LSP(Line Spectral Pair)-Vektoren f_i unabhängig ausgeführt werden.The method of claim 2, wherein the identifying and replacing steps for excitation gain values g and LSP (Line Spectral Pair) vectors f _{i are performed} independently. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Schritte des Identifizierens und Ersetzens für Erregungsverstärkungswerte g und LSP (LIne Spectral Pair)-Vektor f_i miteinander kombiniert werden.The method of claim 2, wherein the identifying and replacing steps for excitation gain values g and LSP (line spectral pair) vector f _i are combined. Verfahren nach Anspruch 13, mit dem folgenden Schritt: – Ersetzen, in Reaktion auf die Ermittlung, dass die Sprachcodierparameter in einem individuellen Rahmen durch Medianswerte der Parameter zu ersetzen sind, sowohl des Erregungsverstärkungswerts g als auch des LSP-Vektors f_i dieses Rahmens durch die jeweiligen Parameter des Rahmens, der die Mediansparameter enthält.The method of claim 13, including the step of: - replacing, in response to the determination that the speech coding parameters in an individual frame are to be replaced by median values of the parameters, both the excitation gain value g and the LSP vector f _{i of} that frame by the respective parameters of the frame containing the median parameters. Verfahren nach Anspruch 14, mit den folgenden Anfangsschritten: – Bestimmen des Abstands ΔT_ij zwischen den Parametern des Rahmens i und des Rahmens j der Mittelungsperiode gemäß dem folgenden Ausdruck

wobei M der Grad des LPC-Modells ist, f_i(k) der k-te LSP-Parameter des Rahmens i der Mittelungsperiode ist und g_i der Erregungsverstärkungswert des Rahmens i ist.Method according to claim 14, with the following initial steps: - determining the distance ΔT _ij between the parameters of frame i and frame j of the averaging period according to the following expression

where M is the degree of the LPC model, f _i (k) is the kth LSP parameter of frame i of the averaging period and g _{i is} the excitation gain value of frame i. Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem folgenden Schritt: – Bestimmen des Abstands ΔS_i der Sprachcodierparameter des Rahmens i für alle i – 1, ..., N mit den Sprachcodierparametern aller anderen Rahmen j = 1, ..., N, i ≠ j, innerhalb der Mittelungsperiode der Länge N gemäß

für alle i = 1, ..., N.The method of claim 15, further comprising the step of: - Determining the distance ΔS _{i of} the speech coding parameters of the frame i for all i-1, ..., N with the speech coding parameters of all other frames j = 1, ..., N, i ≠ j, within the averaging period according to the length N

for all i = 1, ..., N. Verfahren nach Anspruch 16, ferner mit den folgenden Schritten nach dem Bestimmen der Abstände ΔS_i für jeden der Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode: – Ordnen der Abstände entsprechend ihren Werten und – Verwenden des Rahmens mit dem kleinsten Abstand ΔS_i innerhalb der Mittelungsperiode i = 1, 2, ..., N als Mediansrahmen, mit dem Abstand ΔS_med der Mittelungsperiode, wobei der Mediansrahmen über Sprachcodierparameter g_med und f_med verfügt.The method of claim 16, further comprising the steps of determining the distances ΔS _i for each of the frames within the averaging period: - ordering the distances according to their values and - using the frame with the smallest distance ΔS _i within the averaging period i = 1, 2, ..., N as the median frame, with the distance ΔS _{med from} the averaging period, the median frame having speech coding parameters g _med and f _med . Verfahren nach Anspruch 17, mit dem Schritt des Ausführens einer Mediansersetzung an den Sprachcodierparameter-Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode i = 1, 2, ..., N, wobei die Parameter g_i und f_i von L(0 ≤ L ≤ N – 1) Rahmen durch die Parameter g_med und f_med des Mediansrahmens ersetzt werden.The method of claim 17, including performing a median replacement on the speech coding parameter frame within the averaging period i = 1, 2, ..., N, wherein the parameters g _i and f _{i are} of L (0 ≤ L ≤ N - 1 ) Frames are replaced by the parameters g _med and f _{med of} the median frame. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Abstände zwischen jedem individuellen Abstand und dem Mediansabstand dadurch bestimmt werden, dass ein individueller Abstand gemäß ΔS_i/ΔS_med durch den Mediansabstand geteilt wird.The method of claim 17, wherein the distances between each individual distance and the median distance are determined by dividing an individual distance according to ΔS _i / ΔS _med by the median distance. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Abstände zwischen jedem individuellen Abstand und dem Mediansabstand dadurch bestimmt werden, dass ein individueller Abstand gemäß ΔS_i/ΔS_med durch den Mediansabstand geteilt wird.The method of claim 11, wherein the distances between each individual distance and the median distance are determined by dividing an individual distance according to ΔS _i / ΔS _med by the median distance. Vorrichtung zum Erzeugen von Hintergrund-Beruhigungsrauschen (CN) in einem System mit einem digitalen Mobilterminal unter Verwendung diskontinuierlicher Übertragung an ein Netzwerk, mit: – einer Datenverarbeitungseinrichtung im digitalen Mobilterminal, die auf eine Sprechpause reagiert, um einen Satz von Sprachcodierparametern zu puffern und um, innerhalb einer Mittelungsperiode, Sprachcodierparameter des Satzes, die nicht für Hintergrundrauschen repräsentativ sind, durch Sprachcodierparameter zu ersetzen, die für Hintergrundrauschen repräsentativ sind, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung den Satz von Sprachco dierparametern mittelt und den gemittelten Satz von Sprachcodierparametern an das Netzwerk überträgt.Device for generating background calming noise (CN) in a system using a digital mobile terminal discontinuous transmission to a network with: - one Data processing device in the digital mobile terminal based on a pause responds to a set of speech coding parameters to buffer and to, within an averaging period, speech coding parameters of the sentence that is not for Background noise representative are to be replaced by speech coding parameters which are used for background noise representative are, the data processing device the set of Sprachco dierparamameters averaged and the averaged set of speech coding parameters to the Network transmits. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der der Datenprozessor Sprachcodierparameter des Satzes durch Ordnen des Satzes und durch Messen der Abstände der Sprachcodierparameter voneinander zwischen individuellen Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode ersetzt, wobei diejenigen Sprachcodierparameter identifiziert werden, die innerhalb der Mittelungsperiode die größten Abstände zu den anderen Parametern zeigen; und wobei, wenn die Abstände einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, die identifizierten Sprachcodierparameter durch denjenigen Sprachcodierparameter ersetzt werden, der innerhalb der Mittelungsperiode den kleinsten gemessenen Abstand zu den anderen Sprachcodierparametern aufweist.The apparatus of claim 21, wherein the data processor Speech coding parameters of the sentence by ordering the sentence and by Measure the distances the speech coding parameter from each other between individual frames replaced within the averaging period, taking those speech coding parameters that are within the averaging period the greatest distances from the show other parameters; and where if the distances are one exceed a predetermined threshold, the identified speech coding parameters by the speech coding parameter the smallest within the averaging period measured distance to the other speech coding parameters. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der der Datenprozessor Sprachcodierparameter des Satzes dadurch ersetzt, dass er den Satz ordnet und Abstände der Sprachcodierparameter voneinander zwischen individuellen Rahmen innerhalb der Mittelungsperiode misst; wobei diejenigen Sprachcodierparameter identifiziert werden, die innerhalb der Mittelungsperiode die größten Abstände zu den anderen Parametern aufweisen; und wobei, wenn die Abstände einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, ein identifizierter Sprachcodierparameter durch einen solchen mit einem Medianswert ersetzt wird.The apparatus of claim 21, wherein the data processor Speech coding parameters of the sentence replaced by the sentence arranges and clearances the speech coding parameter from each other between individual frames measures within the averaging period; where those speech coding parameters that are within the averaging period the greatest distances from the have other parameters; and where if the distances are one exceed a predetermined threshold, an identified speech coding parameter with such a a median value is replaced. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die Datenverarbeitungseinrichtung Sprachcodierparameter für Erregungsverstärkungswerte g und einen LSP(-Line Spectral Pair)-Vektor f_i unabhängig identifiziert und ersetzt.The apparatus of claim 21, wherein the data processing device independently identifies and replaces speech coding parameters for excitation gain values g and an LSP (line spectral pair) vector f _i . Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die Datenverarbeitungseinrichtung Sprachcodierparameter für Erregungsverstärkungswerte g und einen LSP(-Line Spectral Pair)-Vektor f_i gemeinsam identifiziert und ersetzt.Apparatus according to claim 21, wherein the data processing device identifies and replaces speech coding parameters for excitation gain values g and an LSP (line spectral pair) vector f _i together.